Принцип работы датчика: Page not found — Индуктивные энкодеры Zettlex

Содержание

Принцип работы оптического датчика

Задача определения наличия объекта, несмотря на кажущуюся простоту решения, до сих пор остаётся важной и зачастую нетривиальной для многих отраслей промышленности. На малых расстояниях с этим справляются бесконтактные индуктивные и емкостные датчики, а также различные варианты контактных выключателей. Однако нередки случаи, когда задача требует обнаружить объект на больших дистанциях – до нескольких десятков метров. В этом случае на помощь приходит ещё один вид бесконтактных датчиков – оптические датчики.

Оптические датчики, также называемые оптоэлектронными или фотоэлектрическими – совокупное название огромного класса устройств, которые объединены общим принципом работы и основными элементами конструкции. В зависимости от задачи те или иные элементы конструкции, а также габариты датчика могут различаться кардинально – от крохотного цилиндра диаметром не более миллиметра до громоздких и тяжелых устройств, способных работать на дистанциях более ста метров.

В общем случае каждый оптоэлектронный датчик состоит из двух основных компонентов – излучателя и приёмника. В свою очередь, излучатель обычно включает в себя:

  • излучатель (светодиод, лазер, либо иной вариант)

  • генератор

  • настроечный элемент (потенциометр/кнопка/винт)

  • индикатор работы

Приёмник же является более сложным устройством и включает:

  • фотодиод

  • демодулятор

  • триггер Шмитта

  • электронный элемент переключения

  • настроечный элемент (потенциометр/кнопка/винт)

  • индикаторы работы и срабатывания

В отдельных случаях приёмник датчика может также включать в себя таймер, обеспечивающий возможность настройки задержки срабатывания, либо более сложные варианты электроники, например, счётчик, который вызывает переключение выходного сигнала датчика только после последовательного обнаружения определенного количества объектов.

Также весьма распространена функция индикации стабильности сигнала, которая позволяет определить нестабильный уровень освещённости приёмника, например, в случае, когда объект находится на границе зоны чувствительности.

Принцип действия оптических датчиков в общем случае сводится к реакции фотодиода приёмника на свет от излучателя, что вызывает при достижении определенной интенсивности освещения срабатывание триггера приёмника и переключение выходного сигнала. В основном применяются светодиодные либо лазерные источники света красного спектра, что обеспечивает устойчивость датчика к помехам. Кроме того, точная настройка электроники датчика на работу с определенной длиной волны света позволяет существенно снизить влияние посторонних засветок на стабильность срабатывания.

По конструкции оптические датчики можно подразделить на одно- и двухкомпонентные. Приёмник и излучатель однокомпонентного датчика размещены в едином корпусе, в то время как для двухкомпонентных датчиков эти элементы разнесены по разным корпусам. Основных типов же датчиков три:


  • барьерные или однонаправленные – изготавливаются по двухкомпонентной схеме и срабатывают на пересечение объектом луча, который проходит от отдельно стоящего излучателя к приёмнику. Для датчиков такого типа характерна наибольшая среди данного класса устройств дальность действия, которая может достигать более 100 метров, а также высокая надёжность срабатывания в силу простоты принципа действия. Помимо прочего, данные датчики в отдельных случаях способны работать в средах с высоким уровнем загрязнённости.


  • рефлекторные или отражательные – имеют однокомпонентную схему и работают на отражение луча излучателя от установленного отдельно отражателя. Зачастую подобные датчики применяются в системах конвейеров для подсчёта объектов.

    Как и барьерные, рефлекторные датчики срабатывают на пересечение луча. В случае, если существует возможность появления в зоне действия датчика объекта, поверхность которого имеет сильную отражающую способность (металлическая, зеркальная), датчики оснащаются поляризационным фильтром, который препятствует срабатыванию датчика на отраженный от объекта свет, поскольку в таком случае направление волны света отличается от отраженного от рефлектора.

  • диффузные – также изготавливаются по однокомпонентной схеме и предназначены для непосредственного определения наличия объекта посредством приёма рассеянного отраженного от объекта света излучателя. Данные датчики отличаются наименьшей дальностью действия среди всех оптических датчиков, которая составляет обычно не более 2 метров. Кроме того, они чувствительны к отражающей способности поверхности объекта, поэтому их применимость для контроля наличия объектов разного цвета и/или с более или менее зеркальной поверхностью ограничена. Для повышения надёжности датчики оснащаются функцией подавления внешней засветки, а также большинство из них имеют возможность точной подстройки как при помощи потенциометра, так и посредством электронной калибровки по кнопке или внешнему сигналу. Также данная категория датчиков нередко имеет функцию подавления заднего фона, которая позволяет срабатывать только на объекты, находящиеся на определенном расстоянии от датчика, несмотря на возможное наличие объектов в пределах зоны действия датчика, но дальше искомого объекта.

На выходе оптического датчика обычно находится стандартный транзистор PNP/NPN. В отличие от иных датчиков дискретного типа, имеющих стандартное обозначение выхода как НО (нормально открытый) либо НЗ (нормально закрытый) контакт, для оптических датчиков введены специальные обозначения:

  • Light ON – переключение происходит при наличии попадающего на фотодиод света от излучателя

  • Dark ON – переключение происходит при прерывании луча, т. е. при отсутствии попадающего на фотодиод света

В зависимости от типа датчика меняется и соответствие его выхода классической классификации НО/НЗ:

Тип

Срабатывание на свет (Light ON)

Срабатывание на отсутствие света (Dark ON)

Барьерный

НЗ

НО

Рефлекторный

НЗ

НО

Диффузный

НО

НЗ

Принцип работы датчиков давления

Принцип работы датчиков давления

Единицы измерения давления

  • Паскаль
    1 Па = 1 Н/м2
  • Бар
    1 бар = 105 Па
  • Физическая Атмосфера – атмосферное давление на уровне моря 1 атм = 101325 Па = 1,01325 бар = 10,33 м вод. ст.
  • Метр водяного столба - гидростатическое давление столба воды высотой в 1 метр 1 м вод. ст. = 9806,65 Па = 9,80665x10-2 бар = 0,096784 атм (напор в водопроводе удобно измерять в метрах водяного столба).

Классификация датчиков по типу измеряемого давления

  • Датчики абсолютного давления
    (Absolute Pressure Sensor)
    Эти датчики измеряют давление относительно абсолютного вакуума.
    Применение: пищевые и химические производства.

  • Датчики избыточного (относительного) давления, манометры

    (Gauge Pressure Sensor)
    Эти датчики измеряют давление относительно атмосферного давления в этом месте.
    Барометры измеряют атмосферное давление.
    Применение: водоснабжение и водоотведение.

  • Датчики дифференциального (перепада) давления
    (Differential Pressure Sensor)
    Эти датчики измеряют перепад (разность) давления в двух точках.
    Применение: контроль загрязнения фильтров, измерение расхода и уровня жидкости (гидростатический метод).

  • Вакуумные датчики, датчики разряжения
    (Vacuum Pressure Sensor)
    Измеряют давление, которое ниже атмосферного (вакуум).

Классификация датчиков давления по принципу действия

  • Пьезорезистивные (Piezoresistive Strain Gage)
    Используется эффект изменения электрического сопротивления полупроводников под действием механической нагрузки.

  • Пьезоэлектрические (Piezoelectric)
    Используется пьезоэлектрический эффект – способность некоторых кристаллов (кварца) и керамики генерировать электрическое поле или разность потенциалов пропорционально силе давления (сжатия).

  • Тензометрические (Strain Gauge)
    Используется тензоэффект – изменение электрического сопротивления тензорезисторов при их деформации под воздействием нагрузки.

  • Емкостные (Capacitive)
    Используется эффект зависимости ёмкости конденсатора от расстояния между обкладками.

  • Резонансные (Resonant)
    Используется эффект зависимости частоты собственных колебаний (кварцевого резонатора) от давления.

  • Индуктивные (Electromagnetic)
    Принцип действия основан на регистрации токов Фуко, возникающих в металлическом экране, расположенном между двумя катушками, одна из которых связана с измерительной мембраной - при её приближении или удалении от экрана изменяется индуктивность системы.

  • Ионизационные (Ionization)
    Используется эффект зависимости плотности потока ионов от разряжения в катодно-анодной лампе.

Вентильные блоки

Позволяют отключать датчик от процесса, проводить профилактические работы, промывку и калибровку.

Разделители давления

Разделители давления служат для разнесения в пространстве преобразователя и среды измерения. Измеряемое давление передается с разделительной мембраны на наполнительную жидкость и дальше по капиллярной трубке или напрямую в измерительную камеру преобразователя.

Применение:

  • При использовании в пищевой и фармацевтической промышленности быстросъёмные мембранные разделители можно легко промывать
  • Измеряемое вещество может закупорить или разъесть импульсные трубки
  • Нестандартный температурный диапазон.

Принципы работы датчиков в газоанализаторе

Принципы работы датчиков в газоанализаторе

19.02.2020

При выборе того или иного газоанализатора можно опираться на различные критерии, но критически важно подобрать подходящий для поставленной задачи принцип измерения, руководствуясь типом измеряемого газа, средой, в которой выполняются измерения, и целью.

На сегодняшний день самыми востребованными типами датчиков являются:

• термокаталитический
• термокондуктивный
• полупроводниковый
• электрохимический
• гальванический
• инфракрасный (оптический)
• интерферометрический
• фотоионизационный (ФИД)
• пиролитический
• фотометрический

Термокаталитический

Самый распространенный и универсальный тип датчика, принцип работы которого основан на вычислении количества тепла, выделяемого при сгорании горючего газа или паров в катализаторе. Керамический принцип является разновидностью термокаталитического, однако в отличие от последнего использует другой тип катализатора – мелкодисперсный (керамический). Архитектурно датчик состоит из двух чувствительных элементов – рабочего и компенсирующего. Рабочий элемент представляет собой спираль из драгоценного металла (как правило, платины) и катализатора, чувствительного к горючим газам. Воздушная смесь, содержащая горючий газ, вступает в реакцию с катализатором, увеличивая температуру элемента, и, как следствие, приводит к изменению электрического сопротивления спирали в почти линейной зависимости от концентрации газа. Компенсирующий элемент состоит из платиновой спирали и стекла, которое не обладает чувствительностью к горючим газам, и предназначен для компенсации окружающих условий.

   

  
Преимущества термокаталического датчика: линейность выходной характеристики, быстрый отклик, устойчивость к изменениям в температуре и влажности окружающей среды, а также долговечность. 
Применение: измерение довзывоопасных концентраций (ДВК) горючих газов и паров в диапазоне от 0 до 100% НКПР.  
Газоанализаторы: GP-03, GX-2009, GX-3R/Pro, GX-2012, GX-8000, GD-A80, SD-1GP
Преимущества керамического датчика: линейность характеристики, более быстрый отклик, возможность измерения ПДК (в единицах млн-1), устойчивость к изменениям в окружающих условиях. 
Применение: измерение довзрывоопасных концентраций (ДВК) и предельно-допустимых концентраций (ПДК) горючих газов и паров. 
Газоанализаторы: GX-6000, SD-1NC

Термокондуктивный
Принцип работы термокондуктивного датчика основан на измерении разницы в теплопроводности. Как в случае с термокаталитическим датчиком, сенсор состоит из рабочего и компенсирующего элемента. Контакт с газом происходит на рабочем элементе, а компенсирующий элемент изолирован. При попадании целевого газа на рабочий элемент происходит изменение в теплоотдаче, связанное с теплопроводностью и приводящее к росту температуры элемента. Это, в свою очередь, приводит к изменению сопротивления платиновой спирали. 


Полупроводниковый
В данном типе датчиков используется полупроводник с металлоксидным напылением, сопротивление которого меняется при контакте с газом. Датчик состоит из нагревательной спирали и проводника, нанесенного на трубку из глинозёма, а по краям трубки находятся контакты из драгоценного металла, предназначенные для измерения сопротивления. При попадании газа на поверхность датчика он окисляется, что приводит к уменьшению электрического сопротивления, которое преобразуется в концентрацию. 


Преимущества: линейная характеристика, стабильность показаний, долговечность, возможность измерения негорючих газов (аргона, азота и углекислого газа), а также возможность измерений в бескислородной среде.  
Применение: измерение высоких концентраций горючих газов и паров.
Газоанализаторы: GX-2012, GX-8000
Преимущества: чувствительность к сверхнизким концентрациям, которые сложно фиксировать другими типами датчиков, долговременная стабильность, устойчивость к отравлению, а также селективность.
Применение:  измерение ПДК широкого спектра токсичных и горючих газов.
Газоанализаторы: GX-2012GT, GD-A80V, SD-1GH

Электрохимический Гальванический
В основе данного принципа измерения лежит процесс электролиза. Датчик состоит из трех электродов - рабочего (газопроницаемой пленки с нанесенным катализатором из драгоценного металла), референсного и интегрирующего, - которые размещены в пластиковом корпусе с электролитом. В датчике используется потенциостатическая цепь, которая обеспечивает постоянное напряжение между рабочим и референсным электродами. Ток, возникающий в ходе химических реакций на рабочем и интегрирующем электродах, пропорционален концентрации измеряемого газа.


Принципиальная схема датчика гальванического типа повторяет простой аккумулятор: датчик состоит из катода, изготовленного из драгоценного металла, анода (проволоки), которые помещены в электролит, а также разделительной мембраны, прикрепленной к внешней стороне катода. Кислород, проходя через разделительную мембрану, на катоде восстанавливается, а на аноде - окисляется. Возникающий электрический ток конвертируется в напряжение и в таком виде подается на выход, при этом напряжение пропорционально концентрации кислорода. 


Преимущества: линейный выходной сигнал, высокая точность и хорошая воспроизводимость результатов.
Применение: измерение ПДК токсичных веществ.
Газоанализаторы: HS-03, CO-03, CX-5, GX-3R/Pro, GX-2012, GX-6000, GX-8000, RX-8500, RX-8700, SC-8000, TP-70D, SD-1EC, GD-70D
Преимущества: простота, долговечность в сравнении с электрохимическим датчиком, не требует внешнего питания, линейная выходная характеристика, быстрый отклик и отсутствие зависимости от колебаний температуры/влажности.
Газоанализаторы: OX-03, GX-2012/GT, GX-6000, GX-8000, RX-8000, RX-8500, RX-8700, SD-1OX, GD-70D

Инфракрасный (оптический)
Данный принцип измерения основан на известном факте о том, что многие газы поглощают инфракрасные лучи и каждый из этих газов имеет определенный спектр поглощения. Сенсор состоит из источника ИК-света и датчика, между которыми установлены оптический фильтр и измерительная ячейка. Поступая в измерительную ячейку, газ поглощает некоторое количество инфракрасного света, а датчик при этом фиксирует снижение интенсивности поступающего ИК-света и на базе известной зависимости (калибровочной кривой) генерирует выходной сигнал.  Несмотря на то, что зависимость не линейная, она хороша известна производителям датчиков. 


Интерферометрический
Принцип интерферометрии основан на измерении коэффициента рефракции газа. Архитектурно интерферометрический сенсор состоит из источника света и оптической системы из зеркал, линз, призмы и светочувствительного датчика. Свет от источника разделяется плоскопараллельным зеркалом на два луча (А и В) и отражается призмой. Луч А движется по круговому маршруту через камеру D, наполненную измеряемым газом, а луч В – через камеру E с референсным газом. После этого лучи А и В встречаются в точке С зеркала и, проходя через систему зеркал и линз, формируют на светочувствительном датчике картину интерференции. Данная картина сдвигается в пропорции к разнице в коэффициенте рефракции между измеряемым и референсным газами. Датчик измеряет сдвиг, чтобы измерить коэффициент рефракции, и преобразует его в концентрацию газа или количество тепла. 


Преимущества: быстрый отклик, повторяемость, стабильность при изменении окружающих условий, отсутствие эффектов старения и отравления.
Применение:  измерение довзывоопасных концентраций (ДВК) горючих газов и паров в диапазоне от 0 до 100% НКПР, а также концентрации в диапазоне от 0 до 100% объема.
Газоанализаторы: GX-3R Pro, GX-6000, RX-8000, RX-8500, RX-8700, SD-1RI
Преимущества: низкая погрешность измерений, долговременная стабильность, высокая линейность и быстрый отклик, отсутствие влияния изменений в температуре и давлении (за счет механизма коррекции).   
Применение: измерение концентраций горючих газов, углекислого газа и элегаза, а также калорийности природного газа.
Газоанализаторы: FI-8000

Фотоионизационный (ФИД)
В фотоионизационных датчиках измеряемый газ ионизируется с помощью ультрафиолетового света, а это, в свою очередь, приводит к возникновению электрического тока. Когда газ попадает в ионизационную камеру, он подвергается воздействию УФ-света, под воздействием которого газ начинает терять электроны и генерировать катионы (положительные ионы). Электроны и катионы, в свою очередь, притягиваются катодом и анодом, возбуждая электрический ток, который пропорционален значению концентрации. Для ионизации требуются фотоны с энергией выше энергии данного конкретного газа, поэтому в ФИД, как правило, используют УФ-лампы с энергией 10,6 эВ (изготовлены из фторида магния и наполнены криптоном) или 11,7 эВ (изготовлены из фторида лития и наполнены аргоном). 


Пиролитический
В основе этого принципа лежит процесс пиролиза измеряемого газа с образованием оксида, частицы которого измеряются датчиком. Пиролитический сенсор состоит из нагревателя, в центре которого находится кварцевая трубка с нагревательным элементом, и датчика частиц, содержащего две камеры – рабочую и компенсационную. Измеряемый газ (например, TEOS или NF3) под воздействием температуры окисляется и попадает в рабочую камеру датчика частиц с источником α-частиц, который используется для ионизации воздуха и возбуждения электрического тока. Как только частицы газа попадают в камеру, они начинают поглощать ионы, приводя к снижению тока ионизации. Это снижение выходного сигнала пропорционально концентрации измеряемого газа. Компенсационная камера позволяет компенсировать флуктуации температуры, влажности и давления окружающей среды.


Преимущества:  чувствительность к низким концентрациям, широкий спектр измеряемых веществ.
Применение: измерение крайне малых концентраций (на уровне ppm и ppb) летучих органических соединений.
Газоанализаторы: GX-6000
Преимущества: непревзойденная стабильность показаний (благодаря использованию источника америция-241 с периодом полураспада около 400 лет), быстрый отклик, линейность выходного сигнала и устойчивость к изменениям в окружающих условиях.
Применение: измерение ПДК высокотоксичных газов.
Газоанализаторы: GD-70D

Читайте также

  • При выборе того или иного газоанализатора можно опираться на различные критерии, но критически важно подобрать подходящий для поставленной задачи принцип измерения, руководствуясь типом измеряемого газа, средой, в которой выполняются измерения, и целью.

  • В последние годы на металлургических предприятиях особое внимание уделяется вопросу безопасности. Это связано с участившимися случаями отправления угарным газом, нехватки кислорода, а также опасностью взрыва из-за утечек метана и водорода. Предлагаем вашему вниманию презентацию решений RIKEN для металлургического производства, призванных свести к минимуму риски взрыва и отравления.

  • В медицинских учреждениях широкое применение нашли технические и медицинские газы, например, жидкий азот (N2), который используется в трансплантации, криотерапии и криобиологии. Низкая температура (-196°C), при которой азот находится в жидком состоянии, обеспечивает длительное хранение донорской крови, плазмы, стволовых клеток, а также органов.

Датчики движения, принцип работы их схем

Датчик движения — сигнализатор, фиксирующий перемещение объектов и используемый для контроля за окружающей обстановкой или автоматического запуска требуемых действий в ответ на перемещение объектов.

Датчик движения чаще всего используется для включения освещения, когда вы проходите или находитесь рядом с ним. С его помощью можно хорошо экономить электричество и избавить себя от необходимости щелкать выключателем. Это устройство также используется и в системах сигнализации, для определения нежелательных проникновений. Кроме этого их можно встретить и на производственных линиях, они там нужны для автоматизированного выполнения каких-либо технологических задач. Датчики движения иногда называют датчикам присутствия.

Типы датчиков движения

Датчики движения различают по принципу действия от этого зависит их работа, точность срабатывания и особенности использования. У каждого из них есть сильные и слабые стороны. От конструкции и рода используемого элемента зависит и конечная цена такого датчика.

Датчик движения может быть выполнен в одном корпусе и в разных корпусах (блок управления отдельно от датчика).

Контактные

Самый простой вариант датчика движения – использовать концевой выключатель или геркон. Геркон (герметичный контакт) это переключатель который срабатывает при появлении магнитного поля. Суть работы заключается в установки концевого выключателя с нормально-разомкнутыми контактами или геркона на дверь, когда вы её откроете и зайдете в помещение контакты замкнутся, включат реле, а оно включит освещение. Такая схема изображена ниже.

Инфракрасные

Срабатывают от теплового излучения, реагируют на изменение температуры. Когда вы входите в поле зрения такого датчика он срабатывает на тепловое излучение от вашего тела. Недостатком такого способа определения являются ложные срабатывания. Тепловое излучение присуще всему что есть вокруг. Приведем несколько примеров:

1. ИК датчик движения стоит в помещении с электрообогревателем, который периодически включается и отключается по таймеру или термостату. При включении обогревателя возможны ложные срабатывания. Можно попробовать этого избежать долгой и скрупулезной настройкой чувствительности, а также попыткой направить его так, чтобы в прямой видимости не было обогревателя.

2. При установке на улице возможны срабатывания от порывов тёплого ветра.

В целом эти датчики нормально работают, при этом это самый дешевый вариант. В качестве чувствительного элемента используется PIR-сенсор, он создает электрическое поле пропорционально тепловому излучению.

Но сам по себе сенсор не имеет широкой направленности, поверх него устанавливается линза Френеля.

Правильнее будет сказать – многосегментная линза, или мультилинза. Обратите внимание на окошко такого датчика, оно разбито на секции это и есть сегменты линз, они фокусируют попадающие излучения в узкий пучок и направляют его на чувствительную область датчика. В результате этого на маленькое приемное окошко пироэлектрического сенсора попадают пучки излучений с разных сторон.

Для увеличения эффективности детектирования движения могут устанавливать сдвоенные, или счетвертненные сенсоры или несколько отдельных. Таким образом, расширяется поле зрение прибора.

Исходя из вышесказанного нужно отметить и то, что на датчик не должен попадать свет от лампы, а также в поле его зрения не должно быть ламп накаливания, это также сильный источник ИК-излучения, тогда работа системы в целом будет нестабильной и непредвиденной. ИК-излучения плохо проходят через стекло, поэтому он не сработает, если вы будете идти за окном или стеклянной дверью.

Это самый распространённый вид датчика его можно купить а можно и собрать самому на основе, поэтому рассмотрим его конструкцию подробно.

Как собрать ИК-датчик движения своими руками?

Самый распространенный вариант – это HC-SR501. Его можно купить в магазине радиодеталей, на али-экспресс, часто поставляется в наборах Arduino. Может использоваться как в паре с микроконтроллером, так и самостоятельно. Он представляет собой печатную плату с микросхемой, обвязкой и одним ПИР-сенсором. Последний накрыт линзой, на плате есть два потенциометра, один из них регулирует чувствительность, а второй время которое на выходе датчика присутствует сигнал. При детектировании движения на выходе появляется сигнал и держится установленное время.

Он питается напряжением от 5 до 20 вольт, срабатывает на расстоянии от 3 до 7 метров, а сигнал на выходе держит от 5 до 300 секунд, вы можете продлить этот период, если использовать одновибратор на NE555, микроконтроллер или реле задержки времени. Угол обзора порядка 120 градусов.

На фото изображен датчик в сборе (слева), линзу (справа внизу), обратную сторону платы (справа вверху).

Рассмотрим плату подробнее. На её передней стороне расположен чувствительный элемент. На задней – микросхема, её обвязка, справа два подстроечных резистора, где верхний – время задержки сигнала, а нижний – чувствительность. В нижней правой части джампер для переключения режимов H и L. В режиме L датчик выдает выходной сигнал только она период времени выставленного потенциометром. Режим H выдает сигнал, пока вы находитесь в зоне действия датчика, а когда вы её покидаете сигнал, исчезнет через время заданное верхним потенциометром.

Если вы хотите использовать датчик без микроконтроллеров, тогда соберите эту схему, все элементы подписаны. Схема питается через гасящий конденсатор, напряжение питания ограничено на уровне 12В с помощью стабилитрона. Когда на выходе датчика появляется положительный сигнал реле Р включается через NPN транзистор (например BC547, mje13001-9, КТ815, КТ817 и другие). Можно использовать автомобильное реле или любое другое с катушкой на 12В.

Если вам нужно реализовать какие-то другие функции – можно использовать его в паре с микроконтроллером, например платой Ардуино. Ниже представлена схема подключения и программный код.

Ультразвуковые

Излучатель работает на высоких частотах – от 20 кГц до 60 кГц. Отсюда выходит одна неприятность – животные, например собаки, чувствительны к этим частотам, более того они используются для их отпугивания и дрессировки. Такие датчики могут раздражать их и с этим возникают проблемы.

Ультразвуковой датчик движения работает на эффекте Допплера. Излучаемая волна, отражаясь от подвижного объекта, возвращается и принимается приёмником, при этом длина волны (частота) незначительно изменяется. Это детектируется, и датчик выдает сигнал, который используют для управления реле или симмистором и коммутации нагрузки.

Датчик неплохо отрабатывает движения, однако если движения очень медленные – он может не срабатывать. Преимуществом является то, что они не чувствительны к изменениям условий окружающей среды.

Лазерные или фотодатчики

В них есть излучатель (например ИК-светодиод) и приемник (фотодиод аналогичного спектра). Это простой датчик, возможна реализация в двух исполнениях:

1. Излучатель и фотодиод монтируются в проходе (контролируемой зоне) напротив друг друга. Когда вы проходите через него вы заслоняете излучение и оно не достигает приемника, тогда срабатывает датчик и включается реле. Это можно использовать и в системах сигнализации.

2. Излучатель и фотодиод стоят рядом друг с другом, когда вы находитесь в зоне действия датчика излучение отражается от вас и попадает на фотодиод. Это называется также датчиком препятствия, с успехом применяется в робототехнике.

Микроволновый

Состоит также из передатчика и приемника. Первый генерирует сигнал высокой частоты, второй их принимает. Когда вы проходите рядом изменяется частота. Приемник настроен таким образом, что при изменении частоты сигнал усиливается и передается на исполнительный орган, например реле, и происходит включение нагрузки.

Микроволновые датчики движения очень чувствительны, позволяют «увидеть» объект даже за дверью или за стеклом, однако это вызывает и проблемы ложного срабатывания, когда объект находится вне поля предполагаемой видимости.

Это достаточно дорогостоящие датчики, но они реагируют даже на самые незначительные движения.

Подобным образом работают и емкостные приборы. Такая схема изображена ниже.

Как подключить датчик движения?

Можно придумать бесчисленное множество вариантов и схем подключения датчика движения в зависимости от ваших потребностей, иногда нужно чтобы система срабатывала при движении в разных местах, например уличное освещение по пути от дома до ворот и наоборот, в других случаях необходимо принудительное включение или отключение света и т. д. Мы рассмотрим несколько вариантов.

Обычно у датчика движения есть три провода или три клеммы для подсоединения:

1. Приходящая фаза.

2. Фаза, отходящая для питания нагрузки.

3. Ноль.

Если вам не хватает мощности датчика – используйте промежуточное реле и магнитный пускатель с катушкой на 220В. Для этого вместо лампочки в нижеуказанных схемах подключаются выводы катушки.

Схема №1. Лампа включается только от датчика движения.

Схема №2. Лампа включается от датчика движения или от выключателя (принудительное включение).

Схема №3. Датчик движения отключается. Так он не будет срабатывать, когда вам это не нужно, например, в светлое время суток.

Схема №4 – включение лампы от двух датчиков, расположенных в разных местах.

На фото ниже изображены клеммы к которым подсоединяются питающие провода.

Заключение

Использование датчиков движения, как бы это ни звучало, это шаг к умному дому. Во-первых, это поможет экономить электроэнергию и ресурс ламп. Во-вторых, это избавит от необходимости каждый раз щелкать выключатель. Для освещения на улице при правильной настройки можно сделать так, чтобы свет включался, когда вы подходите к воротам дома.

Если расстояние от ворот до дома 7-10 – можно обойтись и одним датчиком, тогда не придется прокладывать кабель на второй датчик или собирать схему с проходным выключателем.

Как уже было сказано чаще всего встречаются ИК-датчики, их достаточно для простых задач, если вам нужна большая чувствительность или точность – присмотритесь к датчикам других типов.

Ранее ЭлектроВести писали, что стартап Ecoisme, который занимается разработкой сенсора для экономии электроэнергии в доме, объявил о закрытии.

По материалам: electrik.info.

Датчики давления компании Smartec

Датчики давления компании Smartec

Принцип работы

 

Датчики давления основаны на принципе изгиба мембраны, вызванном давлением жидкости или газа. На мембрану нанесен очень тонкий проводящий экранированный слой, который повторяет изгибы мембраны. Этот прогиб можно измерить двумя разными способами:

  • Проводящий (и резистивный) слой на мембране и опорный слой в корпусе датчика образуют конденсатор, деформация его обкладок вызывает изменение  емкости, которое может быть измерено
  • Сопротивление проводящих слоев изменяется при изгибе мембраны. Специальная механическая компоновка из четырех резистивных структур образовывает устойчивый мост Уитстона, сопоставимый с классическими тензометрическими датчиками

На практике широко используются оба способа измерения давления. Линейка датчиков давления Smartec основана на резистивной структуре, экранированной на мембране.

 

Принцип действия датчика давления

Емкостное измерение на основе тензометрического резистора на изгибающейся мембране

 

Изгиб мембраны (а также слоя) очень мал (

В общем случае экранированные резисторы также чувствительны к температуре, что приводит к необходимости компенсации температурных эффектов.

 

Типы датчиков давления

 

Мембрана изогнется, если есть разница давления с обеих её сторон. Существует три типа датчиков: относительного давления, абсолютного давления и дифференциального давления. У каждого типа есть конкретная областью применения.

Вкратце:

  • Датчик относительного давления измеряет разность давления среды и атмосферного давления, поэтому одна сторона мембраны всегда сообщается с атмосферой
  • Датчик абсолютного давления измеряет разность давления среды и вакуума, поэтому в подмембранном объеме создается вакуум
  • Дифференциальный датчик давления измеряет разность между двумя приложенными давлениями

 

 

Датчик относительного давления

 

На рисунке показана схема датчика относительного давления. С одной стороны  мембраны находятся жидкость или газ под давлением, которое должно быть измерено, а с другой давление на мембрану равно атмосферному. Это означает, что измеренное давление соотносится с атмосферным. Такое отверстие, соединяющее подмембранный объем с атмосферой, обычно называют вентиляционным.

 

Принцип работы датчика относительного давления

 

Единственным интерфейсом между «внешним миром» и находящейся под давлением средой является мембрана. Если эта мембрана повреждена (например, из-за ударного давления), сторона под давлением непосредственно соединяется с вентиляционным отверстием, начинается выброс газа или жидкости, что может привести к опасной ситуации. Для измерения давления опасных газов этот тип датчика не используется, вместо этого применяют датчики абсолютного типа.

Все датчики относительного давления имеют вентиляционное отверстие, которое соединяет одну сторону мембраны с атмосферой. Если это отверстие закрыто или забито из-за загрязнения, могут возникнуть ошибки считывания. Если этот тип датчиков установлен в прочный корпус, вентиляционное отверстие должно всегда оставаться открытым.

Типичное применение датчиков такого типа – измерение давления в шинах.

 

Датчики абсолютного давления

 

Данный тип не имеет вентиляционного отверстия, а в подмембранном объеме создан вакуум. На рисунке показан принцип датчика абсолютного давления.

 

Принцип работы датчика абсолютного давления

 

Очень сложно создать такую «камеру» с абсолютным вакуумом (фактически она и не существует). Однако давление в вакуумной контрольной камере датчиков Smartec очень низкое (25.10-3 торр или 5.10-4 PSI).

Для предотвращения возмущающих эффектов от различий в температурах в «почти» вакуумной камере, вакуум должен быть высоким. При нагревании давление в вакуумной камере будет увеличиваться.

Такие датчики подходят для использования во взрывоопасных зонах. Корпус может быть полностью закрыт и установлен, например, в резервуар под давлением. На случай образования трещин в мембране (например, из-за ударного давления), к среде подключена только вакуумная камера. При повреждении датчика не возникнет опасной ситуации. Особым типом датчика абсолютного давления является барометрический датчик. Этот датчик можно рассматривать как абсолютный с ограниченным диапазоном. В принципе, этот диапазон составляет от примерно 1 до 0 Бар. Но для большего разрешения барометрические датчики рассчитаны на диапазон 1 - 0.8 Бар и обычно используются для измерения атмосферного давления.

Данный тип датчиков используется, например, для измерения давления в газобаллонном оборудовании топливных систем автомобилей.

 

Датчики дифференциального давления

 

Дифференциальный датчик имеет входы на каждую сторону мембраны, один для положительного давления, а другой для отрицательного. Изгиб мембраны связан с разницей давлений на каждой стороне. На рисунке показан принцип работы датчика дифференциального давления.

 

Принцип работы датчика дифференциального давления.

 

 

Типы выходного сигнала

 

Только датчики Smartec с мостовым выходом необходимо компенсировать пользователю. В другие версии с аналоговым и цифровым выходом компенсация встраивается на производстве. Температурная компенсация управляется с помощью встроенного сигнального процессора, поэтому нет необходимости встраивать в решение внешнюю компенсацию.

 

Мостовой выходной сигнал

 

Выход моста Уитстона имеет определенное значение в случае отсутствия давления или в случае отсутствия разницы в давлении по обеим сторонам мембраны. Это значение называется смещением (offset). Диапазон давлений (от минимального до максимального), который может использоваться датчиком, называется рабочим.

Мост Уитстона не только чувствителен к изгибу мембраны, но и к изменениям температуры. Это означает, что для точного измерения необходимо компенсировать температурные эффекты для смещения и сдвига рабочего диапазона (при наличии давления). Поэтому указывается изменение смещения на изменение температуры, а также температурные коэффициенты рабочего диапазона. Если требуется более низкая точность, выходное напряжение моста может использоваться без компенсации.

 

Аналоговый выходной сигнал

 

Датчики давления Smartec с аналоговым выходом имеют встроенную термокомпенсацию. Это означает, что датчики с аналоговым выходом очень точны и  имеют стабильное смещение. Из-за обработки сигнала внутри устройства происходит некоторая задержка между физическим изменением давления и изменением выходного сигнала. Обычно эта задержка находится в диапазоне от 1 до 2 мс.

В аналоговой версии датчика дифференциального давления требуется дополнительное определение в месте, где давление на оба порта одинаковое. Разность давлений равна нулю. В этом конкретном случае выходное напряжение (смещение) может находиться в «среднем» (halfway Gnd и Vcc), или выходное напряжение смещения может быть равно нулю (уровень GND). Первая вариант называется дифференциальным, а второй называется единичным. Это означает, что дифференциальное давление может быть измерено только в одном направлении.

 

Цифровой выходной сигнал

 

Разрешение датчиков данного типа – 14 бит. В терминах передачи данных это означает, что есть два слова по 8 бит каждое. Верхние два бита наивысшего байта данных не используются и всегда равны нулю. Необходимо помнить, что точность датчиков ограничена физической структурой элемента и оцифровка (14 бит), никогда не сможет улучшить аналоговую точность датчика.

 

Важные понятия

 

Абсолютное давление - это давление относительно вакуума.

Атмосферное давление – это внешнее давление относительно абсолютного вакуума. Такое давление зависит от географического положения, высоты и погодных условий. Также называется барометрическим давлением.

Относительное давление – это давление относительно атмосферного давления.

Дифференциальное давление – разность давлений между двумя точками.

Смещение – разница между выходным сигналом при текущем и нулевом значении давления.

Линия наилучшего соответствия – математически полученная прямая линия лучше всего подходящая для мультиизмерения определенных уровней давления. Из каждой точки давления выходное значение усредняется. Прямая берется по минимальной квадратичной ошибке.

Нулевое смещение (рабочая точка) – это выходное значение при давлении 0 psi (вакуум) для датчика абсолютного давления, для относительных нулевое смещение – это выходное значение, когда измеряемое давление равно атмосферному, а для дифференциальных датчиков, когда давления с обоих портов равны между собой.

Рабочий диапазон – это разность между максимальным и минимальным значением давления.

Точность - отклонение между лучшей прямой линией и кривой полученной на основе реальных тестов. В точность также включены все погрешности. Выражается в процентах от полной шкалы (FSO).

Ратиометрический сигнал -  означает, что выход датчика (аналог) связан с напряжением питания. Это означает, что если Vcc падает на 10% выходное напряжение также падает на 10%.

Время отклика – время необходимое для установления величины равной 95% от реальной.

 

Датчики давления. Виды и работа. Как выбрать и применение

Датчики давления являются устройством, выдающим сигналы на выходе, зависящие от давления измеряемой среды. Сегодня не обходятся без точных датчиков определения давления. Они применяются в автоматизированных системах всех отраслей промышленности.

Классификация и принцип работы

Многие датчики давления функционируют на преобразовании давления в движение механической части. Кроме механических элементов (трубчатые пружины, мембраны) для замеров используются тепловые и электрические системы. Электронные элементы дают возможность осуществить производство датчиков давления на электронных элементах.

Датчик давления состоит из:

  • Первоначальный преобразователь вместе с чувствительным элементом.
  • Корпус датчика, имеющий разные конструкции.
  • Электрическая схема.
Волоконно-оптические

Этот тип датчиков считается самым точным в работе, которая не имеет большой зависимости от изменений температуры. Элементом точной чувствительности действует оптический волновод. Давление в волоконно-оптических приборах определяется путем поляризации света, прошедшего по элементу чувствительности, и колебаниям амплитуды.

Оптоэлектронные датчики давления

Датчики давления состоит из нескольких слоев, через которые проходит свет. Один слой меняет свойства от величины давления среды. Меняются 2 параметра: величина преломления и размер слоя. Методы изображены на рисунках.

При изменении свойств будет изменяться характеристика света, проходящего через слои. Фотоэлемент производит регистрацию изменений. Преимуществом оптоэлектронных приборов стала высокая точность.

Датчики легко определяют давление, имеют повышенное разрешение, чувствительность, стабильны к действию температуры. Перспективность оптоэлектронных приборов обуславливается работой на интерференции света, использованием интерферометра для замера малых перемещений. Основные составляющие элементы датчика – кристалл оптического анализатора с диафрагмой, фотодиод и детектор. Детектор составляют три светодиода.

К 2-м фотодиодам прикреплены оптические фильтры, которые имеют отличия по толщине. Фильтры состоят из кремниевых зеркал, имеющих отражение от лицевой части поверхности, которые имеют слой оксида кремния. Поверхность напылена слоем алюминия малой толщины.

Световой преобразователь подобен емкостному датчику. Его диафрагма смоделирована способом травления, которая покрыта металлическим тонким слоем. Стеклянная пластина снизу покрыта металлическим слоем. Между подложкой и стеклом есть промежуток, образованный двумя прокладками.

Два металлических слоя образуют интерферометр с изменяемым воздушным промежутком. В его состав вошли: зеркало на стекле стационарного вида и меняющее положение зеркало на мембране.

На подобной основе изготавливают чувствительные датчики размером 0,55 мм. Они легко проходят через ушко иглы.

Оптическое волокно взаимосвязано с сенсором. В нем с помощью управления микропроцессора подключается монохроматический свет, который вводится в волокно. Делается замер интенсивности обратного света, по калибровке рассчитывается наружное давление и результат показывается на экране. Сенсоры используют в медицине для проверки давления внутри черепа, измерения кровяного давления в артериях легких. Другими методами в легкие добраться невозможно.

Магнитные

Магнитные датчики давления еще называют индуктивными. Элементом чувствительности служит Е-пластина, в центре расположена катушка, и проводящая мембрана. Она расположена на малом расстоянии от конца пластины. При подсоединении обмотки образуется магнитный поток, он идет через пластину, промежуток воздуха и мембрану.

Магнитная проницаемость воздуха в зазоре в 1000 раз слабее мембраны и пластины. Малое изменение параметра зазора приводит к значительному изменению индуктивности.

При воздействии давления мембрана изгибается, сопротивление катушки меняется. Преобразователь переводит изменение в сигнал тока. Измерительный рабочий элемент преобразователя сделан по схеме моста, обмотка включена в плечо. АЦП подает сигнал от элемента измерения в виде сигнала от давления.

Емкостные

Датчики давления самой простой конструкции, состоящий из плоских электродов (2 шт.) с зазором. Электрод сделан мембраной, на нее давит измеряемое давление. Меняется размер зазора. Такой вид датчика образует конденсатор с меняющимся зазором. Величина емкости конденсатора меняется при изменении промежутка от пластин или от электродов в данном случае.

Для определения очень небольших изменений давления приборы наиболее применимы и эффективны. Они дают возможность произвести замеры избыточного давления в различной среде. На предприятиях при выполнении технологических процессов, в которых задействованы системы воздушного и гидравлического оборудования, в насосах, компрессорах, на станках емкостные датчики нашли широкое применение. Датчик емкостного вида имеет конструкцию, которая имеет стойкость к вибрациям, скачкам температуры, защищена от химической и электромагнитной среды.

Ртутные

Также простая конструкция прибора. Действует по закону о сообщающихся сосудах. На одну емкость давит давление, которое нужно измерить. По величине другого сосуда – определяется давление.

Пьезоэлектрические

Элементом чувствительности в этом датчике служит пьезоэлемент. Это вещество, создающее электрический сигнал во время деформации. Такое свойство называется прямым пьезоэффектом. В измеряемой области находится пьезоэлемент, который образует ток, прямо зависящий от значения давления. Сигнал в датчике из пьезоматериала образуется только при деформации. При неизменном давлении нет деформации, поэтому датчик годен только для проведения замеров среды с быстро изменяемым давлением.

Если давление не будет изменяться, то не будет деформации, пьезоэлектрик не сгенерирует сигнал.

Пьезоэлектрики нашли использование в первичных преобразователях потока водяных вихревых счетчиков, и других сред. Их устанавливают парами в трубу с проходом в несколько сотен мм за предметом обтекания. Фиксируют вихри. Количество и частота вихрей прямо зависят от скорости потока и расхода по объему.

Пьезорезонансные датчики давления

В отличие от вышеописанного вида датчика здесь применяется обратный пьезоэффект, то есть, форма материала пьезоэлемента изменяется от тока подачи. Применяется резонатор в виде пластины из пьезоматериала. На пластину с двух сторон нанесены электроды. На них подключается по очереди напряжение питания с разным знаком, пластина производит изгиб в обе стороны в зависимости от полярности поданного напряжения и частоты.

Если воздействовать на пластину силой, чувствительной мембраной к давлению, то резонатор изменит частоту колебаний. Частота резонатора укажет значение давления на мембрану, которая оказывает давление на резонатор.

На рисунке изображен пьезорезонансный датчик с абсолютным давлением, который сделан герметичной камерой 1. Она достигается корпусом 2, основанием 6, мембраной 10. Мембрана крепится на электронную сварку к корпусу. Держатели закреплены на основании перемычками. Силочувствительный резонатор удерживает держатель.

Мембрана 10 давит на втулку 13 и шарик 6, который закреплен в держателе. Шарик давит на чувствительный резонатор 5. Проводка закреплена на основании 6, необходима для слияния резонаторов с генераторами. Сигнал на выходе абсолютного давления образуется по схеме путем разности генераторных частот. Датчик находится в активном термостате 18 с неизменной температурой 40 градусов. Давления для измерения поступает через штуцер 12.

Резистивные датчики давления

Другим названием этот датчик называется тензорезистор. Это элемент, который меняет собственное сопротивление при деформации. Такие тензорезисторы монтируют на мембрану, которая чувствительна к изменяющемуся давлению. В результате при приложении силы на мембрану происходит ее изгиб, из-за этого изгибаются тензорезисторы, которые на ней закреплены. На тензорезисторах меняется сопротивление и значение тока цепи.

Растяжение элементов из проводников на каждом тензорезисторе ведет к увеличению длины и снижению сечения. В итоге сопротивление повышается. При сжатии процесс происходит наоборот. Изменения сопротивления незначительные, поэтому для обработки сигнала применяются усилители. Деформация переделывается в изменение сопротивления проводника или полупроводника, а затем в сигнал тока.

Тензорезисторы выполнены в виде проводящего зигзагообразного элемента, или из полупроводника, который расположен на гибкой подложке, приклеенной к мембране. Подложка сделана из слюды, полимерной пленки или бумаги. Элемент проводника – из полупроводника, тонкой проволоки или фольги, напыленных на металл в вакуумном состоянии. Чувствительный элемент соединяют с цепью измерения выводами из проволоки или площадками контактов. Тензорезисторы чаще имеют размер площади до 10 мм2. Они более подходят для замера давления, веса, силы нажатия.

Как выбрать
  • Тип давления. Важно определить, что вы будете измерять. Есть несколько типов давления: барометрическое, избыточное, вакуумное, относительное, абсолютное.
  • Интервал разбега давления.
  • Класс защиты датчика. Для разных условий работы определены свои степени защиты от пыли и влаги.
  • Термокомпенсация. Эффекты температуры: например, расширение предметов, создают значительные помехи на результат измерения датчика. Если температура всегда изменяется в среде, то нужна термокомпенсация. Про границы температур тоже нельзя забывать.
  • Вид материала. Свойства материала играют значительную роль для агрессивных условий.
  • Тип сигнала выхода. Бывают цифровой вид и аналоговый. Нужно также учесть интервалы выхода сигнала, количество проводов.
Похожие темы:

Принцип работы ультразвукового датчика

Природа кристаллов пьезоэлектрических элементов позволяет генерировать звук высокой частоты под воздействием электрического напряжения. Оказавшись в поле высокочастотных звуковых колебаний, пьезокристалл, напротив, генерирует электрическую энергию. Включив такие кристаллы в электрическую цепь, и определенным образом обрабатывая получаемые с них сигналы, мы можем видеть изображение на экране УЗИ-аппарата.

Меры предосторожности при работе с ультразвуковыми датчиками

Между кристаллической матрицей датчика и телом пациента располагается ряд согласующих материалов для лучшего проникновения и дополнительной фокусировки УЗ-луча. Это согласующие слои самого датчика, акустическая линза и согласующий акустический гель.

Необходимо помнить, что применять следует гель из рекомендуемого производителем списка, поскольку гели отличаются физическими параметрами. Использование «неправильного» геля будет приводить к перегреву пьезокристаллической матрицы, согласующих слоев и линзы, а также к повышенной нагрузке на электронные блоки формирования высокого напряжения и усиления принятого сигнала.

Таким образом, кажущаяся необоснованность и экономия от использования более дешевого геля приведет к поломке датчика и дорогостоящему ремонту самого аппарата, а в некоторых случаях даже электротравмам пациента или врача, так как на головку датчика подается высокое электрическое напряжение.

Если у Вас все же возникла проблема с датчиком, не спешите его списывать:

Несмотря на всю сложность, ремонт датчиков УЗИ возможен практически в любом случае.

Как работает ультразвуковой датчик в B-режиме

 

 

  1. Через ультразвуковой пьезоэлектрический датчик в ткани отправляется короткий импульс.

  2. Он распространяется и отражается от объектов, расположенных на разной глубине. Скорость распространения ультразвука в тканях известна, поэтому можно определить определить расстояние до объекта, который отразил данный эхо-сигнал.

  3. Амплитуда принятого сигнала кодируется на экране с помощью оттенков серого цвета. Глаз человека больше всего восприимчив именно к оттенкам серого. Таким образом происходит кодировка амплитуды принимаемого сигнала в яркость на мониторе УЗ-сканера.

При этом работа ультразвукового датчика для пользователя заключается в следующем:

твердые объекты выглядят более светлыми, почти белыми, пустоты наоборот  - черными.

Это происходит потому, что амплитуда отраженного от кости сигнала велика. Если же направить луч в полость (в пустоту),  УЗ-луч пройдет очень глубоко, сильно ослабнет и амплитуда принятого отраженного сигнала будет близка к нулю. Биологические ткани, представляющие наибольший интерес для врача, на дисплее аппарата отображаются в промежуточных градациях серого цвета.

Работа линейных, конвексных и секторных датчиков

В линейных и конвексных датчиках пьезокристаллы излучают группами поочередно, пока не отработают все кристаллы от начала пьезокристаллической матрицы до конца. Один кадр на дисплее обновится тогда, когда все группы поочерёдно отправят и примут ультразвуковой сигнал.

В секторных фазированных датчиках все кристаллы излучают почти одновременно. Специально вводятся небольшие электронные задержки сигнала на каждый кристалл для того, чтобы направлять сканирующий луч. Изображение на дисплее обновится тогда, когда луч просканирует весь сектор обзора.

 

Работа ультразвукового датчика в режимах допплера

Рассмотрим прам из видов доплера – режиме постоянного доплера. Суть метода заключается в применении эффекта Доплера.

Звук, отражаясь от подвижного объекта, меняет свою частоту. В зависимости от направления движения объекта и его скорости, Эта разница, или сдвиг частот, называется Допплеровским. Он будет изменяться с течением времени.

В данном режиме одна половина кристаллов датчика работает на излучение ультразвука, а вторая – на приём. Сравнивая принятый сигнал с отправленным, мы получим частотный допплеровский сдвиг ультразвука.

По значению сдвига можно высчитать скорость движения тканей или жидкостей в организме. Допплеровский сдвиг часто лежит в пределах слышимых человеком частот (20Гц-20кГц), поэтому его в качестве дополнительного источника информации выводят в форме звука, через динамик аппарата.

Существуют и другие режимы работы УЗ-сканера, в которых работа датчика отличается от изложенных выше, как программно, так и аппаратно.

Описать все нюансы работы такого сложного оборудования в сжатом виде крайне сложно, поэтому, если у Вас остались вопросы, наши специалисты готовы проконсультировать Вас по телефону, электронной почте или через онлайн-форму на нашем сайте.

 

 

 

Датчики температуры

: типы, принцип работы и применение | by Encardio rite

Датчики температуры: типы, принцип работы и применение

10 июля 2019 г.

Мы все используем датчики температуры в повседневной жизни, будь то термометры, бытовые водонагреватели, микроволновые печи и т. д. или холодильники. Обычно датчики температуры имеют широкий спектр применения, в том числе в области геотехнического мониторинга.

Датчики температуры - это простой прибор, который измеряет степень тепла или холода и преобразует ее в считываемые единицы.Но задумывались ли вы, как измеряется температура почвы, скважин, огромных бетонных дамб или зданий? Что ж, это достигается с помощью некоторых специализированных датчиков температуры.

Датчики температуры предназначены для регулярной проверки бетонных конструкций, мостов, железнодорожных путей, грунта и т. Д.

Здесь мы расскажем вам, что такое датчик температуры, как он работает, где он используется и каковы его разные типы.

Что такое датчики температуры?

Датчик температуры - это устройство, обычно термопара или резистивный датчик температуры, которое обеспечивает измерение температуры в читаемой форме с помощью электрического сигнала.

Термометр - это самая простая форма измерителя температуры, которая используется для измерения степени жара и прохлады.

Измерители температуры используются в геотехнической области для мониторинга бетона, конструкций, почвы, воды, мостов и т. Д. На предмет структурных изменений в них из-за сезонных колебаний.

Термопара (Т / С) изготовлена ​​из двух разнородных металлов, которые генерируют электрическое напряжение прямо пропорционально изменению температуры. RTD (резистивный датчик температуры) представляет собой переменный резистор, который изменяет свое электрическое сопротивление прямо пропорционально изменению температуры точным, воспроизводимым и почти линейным образом.

Для чего нужны датчики температуры?

Датчик температуры - это устройство, предназначенное для измерения степени нагрева или охлаждения объекта. Работа измерителя температуры зависит от напряжения на диоде. Изменение температуры прямо пропорционально сопротивлению диода. Чем ниже температура, тем меньше сопротивление, и наоборот.

Сопротивление на диоде измеряется и преобразуется в считываемые единицы измерения температуры (Фаренгейт, Цельсий, Цельсия и т. Д.) и отображается в числовой форме над блоками считывания. В области геотехнического мониторинга эти датчики температуры используются для измерения внутренней температуры таких конструкций, как мосты, плотины, здания, электростанции и т. Д.

Для чего используется датчик температуры? | Каковы функции датчика температуры?

Ну, существует много типов датчиков температуры, но наиболее распространенный способ их классификации основан на режиме подключения, который включает в себя контактные и бесконтактные датчики температуры.

Контактные датчики включают в себя термопары и термисторы, потому что они находятся в прямом контакте с объектом, который они должны измерять. А бесконтактные датчики температуры измеряют тепловое излучение, выделяемое источником тепла. Такие измерители температуры часто используются в опасных средах, таких как атомные электростанции или тепловые электростанции.

В геотехническом мониторинге датчики температуры измеряют теплоту гидратации в массивных бетонных конструкциях. Их также можно использовать для мониторинга миграции грунтовых вод или просачивания.Одна из наиболее распространенных областей, где они используются, - это время отверждения бетона, потому что он должен быть относительно теплым, чтобы схватиться и затвердеть должным образом. Сезонные колебания вызывают расширение или сжатие конструкции, тем самым изменяя ее общий объем.

Как работает датчик температуры?

Основным принципом работы датчиков температуры является напряжение на выводах диода. Если напряжение увеличивается, температура также повышается, за чем следует падение напряжения между выводами транзистора базы и эмиттера в диоде.

Кроме того, Encardio-Rite имеет датчик температуры с вибрирующей проволокой, работающий по принципу изменения напряжения при изменении температуры.

Измеритель температуры с вибрирующей проволокой разработан по принципу, согласно которому разнородные металлы имеют разный линейный коэффициент расширения при изменении температуры.

Он в основном состоит из магнитной растянутой проволоки с высокой прочностью на растяжение, два конца которой прикреплены к любому разнородному металлу таким образом, что любое изменение температуры напрямую влияет на натяжение проволоки и, следовательно, на ее собственную частоту вибрации. .

В случае измерителя температуры Encardio-Rite разнородным металлом является алюминий (алюминий имеет больший коэффициент теплового расширения, чем сталь). Поскольку сигнал температуры преобразуется в частоту, используется тот же блок считывания. другие датчики с вибрирующей проволокой также могут использоваться для контроля температуры.

Изменение температуры регистрируется специально созданным датчиком вибрирующей проволоки Encardio-rite и преобразуется в электрический сигнал, который передается в виде частоты на устройство считывания.

Частота, которая пропорциональна температуре и, в свою очередь, напряжению σ в проволоке, может быть определена следующим образом:

f = 1/2 [σg / ρ] / 2l Гц

Где :

σ = натяжение проволоки

g = ускорение свободного падения

ρ = плотность проволоки

l = длина проволоки

Какие существуют датчики температуры?

Доступны датчики температуры различных типов, форм и размеров.Существует два основных типа датчиков температуры:

Датчики температуры контактного типа : Есть несколько измерителей температуры, которые измеряют степень нагрева или охлаждения объекта, находясь в непосредственном контакте с ним. Такие датчики температуры относятся к категории контактных. Их можно использовать для обнаружения твердых тел, жидкостей или газов в широком диапазоне температур.

Датчики температуры бесконтактного типа : Эти типы измерителей температуры не находятся в прямом контакте с объектом, а измеряют степень тепла или холода посредством излучения, испускаемого источником тепла.

Контактные и бесконтактные датчики температуры подразделяются на:

Термостаты

Термостат - это датчик температуры контактного типа, состоящий из биметаллической полосы, состоящей из двух разнородных металлов, таких как алюминий, медь, никель. , или вольфрам.

Разница в коэффициентах линейного расширения обоих металлов заставляет их производить механическое изгибающее движение, когда они подвергаются нагреву.

Термисторы

Термисторы или термочувствительные резисторы - это те резисторы, которые меняют свой внешний вид при изменении температуры.Термисторы изготовлены из керамического материала, такого как оксиды никеля, марганца или кобальта, покрытого стеклом, что позволяет им легко деформироваться.

Большинство термисторов имеют отрицательный температурный коэффициент (NTC), что означает, что их сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Но есть несколько термисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC), и их сопротивление увеличивается с повышением температуры.

Резистивные датчики температуры (RTD)

RTD - это точные датчики температуры, которые состоят из проводящих металлов высокой чистоты, таких как платина, медь или никель, намотанных в катушку.Электрическое сопротивление RTD изменяется аналогично термистору.

Термопары

Один из наиболее распространенных датчиков температуры включает термопары из-за их широкого диапазона рабочих температур, надежности, точности, простоты и чувствительности.

Термопара обычно состоит из двух соединений разнородных металлов, таких как медь и константан, которые сварены или обжаты вместе. Один из этих спайов, известный как холодный спай, поддерживается при определенной температуре, а другой - измерительный спай, известный как горячий спай.

Под воздействием температуры на переходе возникает падение напряжения.

Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)

Термистор, по сути, является чувствительным к температуре .. (Подробнее)

Датчик наклона - Типы, принцип работы и его применение

Парижское авиашоу - одно из крупнейших для производителей самолетов. Некоторые из отважных пилотов выполняют потрясающие трюки, чтобы продемонстрировать скорость своих самолетов. Эти пилоты используют мощь сверхбыстрых машин своих самолетов, чтобы улучшить свои трюки для поддержки.Датчик наклона - одна из важнейших частей этой компьютерной схемы, и это своего рода преобразователь. Этот датчик помогает в предоставлении информации о горизонтальном и вертикальном наклоне самолетов, чтобы пилот самолета мог легко понять процесс преодоления препятствий во время полета.

Таким образом, датчики играют важную роль в принятии решений пилотами. Датчики такого типа вырабатывают электрический сигнал, пропорциональный степени наклона по отношению к одной или нескольким осям.Эти датчики играют очень важную роль в нескольких приложениях, таких как внедорожники, портативные компьютеры, робототехнические устройства, авиационные инструменты и т. Д.


Датчик наклона

Датчик - это устройство, которое реагирует на некоторый тип входного сигнала из окружающей среды, например тепло, свет, движение, температура, давление и влажность. Датчики используются для переключения токов и напряжений. Каждый датчик имеет три клеммы: Vcc, GND и выход. Vcc используется для включения датчика; для обеспечения фиксированного отрицательного задания используется земля, а выход датчика является аналоговым.Но в некоторых датчиках может быть несколько выходных клемм.

Блок-схема датчика

Типы датчиков

  • Датчики подразделяются на разные типы:
  • Датчик обнаружения света
  • Датчик температуры
  • Датчик газа
  • Датчик влажности
  • Ультразвуковой датчик
  • Датчик движения
  • Датчик силы
  • Аналоговый датчик
  • Цифровой датчик
  • Датчик цвета
  • Датчик расстояния
  • Датчик приближения
  • Ультразвуковой датчик
  • Магнитный датчик
  • Датчик давления
  • Инфракрасный датчик
  • Роботизированный датчик
Типы датчиков Типы датчиков Наклонные датчики

- это устройства, вырабатывающие электрический сигнал, изменяющийся при угловом перемещении.Эти датчики используются для измерения наклона и наклона в ограниченном диапазоне движения. Иногда датчики наклона называют инклинометрами, потому что датчики просто генерируют сигнал, а инклинометры генерируют как показания, так и сигнал.

Принцип работы датчика наклона

Датчик наклона

работает

Эти датчики состоят из катящегося шарика с проводящей пластиной под ним. Когда датчик получает питание, катящийся шарик падает на нижнюю часть датчика, образуя электрическое соединение.Когда датчик наклонен, катящийся шарик не падает на дно, поэтому ток не может течь через два концевых контакта датчика.

Цепь датчика наклона

Необходимые компоненты для цепи датчика наклона

  • Датчик наклона
  • Резистор 470 Ом
  • Светодиод или нагрузка
  • Источник напряжения постоянного тока

Базовая схема, в которой используется датчик наклона, показана ниже.

Цепь датчика наклона

Когда устройство получает питание и находится в вертикальном положении, катящийся шарик оседает на дне датчика, образуя электрическое соединение между двумя концевыми выводами датчика.Затем в цепи происходит короткое замыкание, и светодиод получает достаточный ток. Если цепь наклоняется так, что катящийся шарик не оседает на дне датчика с токопроводящей дорожкой, тогда цепь размыкается. Речь идет о работе схемы.

Типы датчиков наклона

Эти датчики подразделяются на различные типы, и классификация этих датчиков включает различные устройства и технологии для измерения наклона, наклона, возвышения и наклона.

Датчик баланса сил Датчик баланса сил

Эти датчики являются датчиками силы тяжести и предназначены для измерений ускорения постоянного тока, например, для кораблей, транспортных средств, самолетов и сейсмических событий. Эти датчики часто используются в инклинометрах и измерителях наклона. Датчики баланса сил способны измерять уровни от 0,0001 г до 200 г, а диапазон частот - от постоянного тока до 1000 Гц. К достоинствам этих датчиков можно отнести их высокую точность, возможность изменения широкого диапазона измерений, нечувствительность к изменению температуры и высокую точность.Недостатком этого датчика является его высокая стоимость.

Датчик МЭМС МЭМС датчики

Твердотельных МЭМСЫ маленькие датчики, поскольку они состоят из подвижных масс доказательства пластин, которые присоединены к системе отсчета через механическую систему подвески. Это метод объединения механических и электрических компонентов на кристалле для создания системы миниатюрных размеров. Маленький означает, что размеры меньше толщины человеческого волоса. Датчики MEMS являются ключевыми компонентами во многих медицинских, промышленных, аэрокосмических, бытовых и автомобильных приложениях.Эти датчики используются во всем: от смартфонов, игр, медицинских тестов и спутников. Этапы изготовления МЭМС включают основной метод изготовления ИС.

Датчик, заполненный жидкостью:

Эти датчики могут быть емкостными или электролитическими.

Электролитический датчик

Электролитический датчик

Электролитический датчик используется для измерения угла, и угол может быть выражен в градусах, угловых минутах или угловых секундах. Электролитические датчики обеспечивают чрезвычайно точные измерения шага во многих приложениях.Эти датчики легко сохраняют свою высокую точность и небольшие размеры. Эти датчики работают с использованием полости, заполненной жидкостью или стаканом. Жидкость действует между общим положительным и отрицательным электродами. Когда электролитический датчик выровнен, положительный и отрицательный электроды постоянно погружаются в жидкость и выдают сбалансированный выходной сигнал. Когда датчик вращается, между двумя электродами возникает дисбаланс. Итак, дисбаланс любого из электродов пропорционален углу поворота.

Емкостные датчики наклона

Эти типы датчиков предназначены для бесконтактных измерений наклона и наклона. Они могут работать как переключатели, так и датчики. Когда геометрия конденсатора изменяется, датчик конденсатора полагается на изменение конденсатора. Здесь емкостное зондирование не зависит от основного материала. Эти устройства состоят из балок подвески, гребенчатых конденсаторов привода и центральной испытательной массы. Когда происходит наклон, центральная масса перемещается к одной из гребенок, поэтому емкость увеличивается с одной стороны и уменьшается с другой стороны.Основным преимуществом емкостного датчика является его производительность и экономичность, тогда как ограниченный отклик является основным недостатком этого датчика.

Технические характеристики

При выборе датчика наклона мы должны учитывать несколько различных характеристик, как показано ниже:

  • Количество осей
  • Разрешение
  • Диапазон измерения
  • Чувствительность
  • Шумоподавление
  • Выход

Применение датчиков наклона

Эти датчики используются во многих различных приложениях.Это:

  • Камеры
  • Видеокамеры
  • Органы управления полетом
  • Строительное оборудование
  • Робототехника
  • Автомобильные подушки безопасности
  • Видео Игровые контроллеры
  • Изучение движения человека
  • Системы безопасности
  • Автомобильные системы безопасности Это все о датчиках наклона, приложениях и технических характеристиках. Мы уверены, что информация о различных типах датчиков поможет вам узнать о них в соответствии с вашими требованиями.Помимо этого, для получения дополнительной информации по этой теме, пожалуйста, оставьте свои предложения и отзывы в разделе комментариев ниже.

    Фото:

    Типы, как это работает и приложения

    Все мы используем датчики температуры в повседневной жизни, будь то термометры, бытовые водонагреватели, микроволновые печи или холодильники. Обычно датчики температуры имеют широкий спектр применения, в том числе в области геотехнического мониторинга.

    Датчики температуры - это простой прибор, который измеряет степень тепла или холода и преобразует ее в считываемые единицы. Но задумывались ли вы, как измеряется температура почвы, скважин, огромных бетонных дамб или зданий? Что ж, это достигается с помощью некоторых специализированных датчиков температуры.

    Датчики температуры предназначены для регулярного контроля бетонных конструкций, мостов, железнодорожных путей, грунта и т. Д.

    Здесь мы расскажем вам, что такое датчик температуры, как он работает, где он используется и какие бывают его типы.

    Что такое датчики температуры?

    Датчик температуры - это устройство, обычно термопара или резистивный датчик температуры, которое обеспечивает измерение температуры в читаемой форме с помощью электрического сигнала.

    Термометр - это самая простая форма измерителя температуры, которая используется для измерения степени жара и прохлады.

    Измерители температуры используются в геотехнической области для контроля бетона, конструкций, почвы, воды, мостов и т. Д.на структурные изменения в них из-за сезонных колебаний.

    Термопара (Т / С) изготовлена ​​из двух разнородных металлов, которые генерируют электрическое напряжение прямо пропорционально изменению температуры. RTD (резистивный датчик температуры) представляет собой переменный резистор, который изменяет свое электрическое сопротивление прямо пропорционально изменению температуры точным, воспроизводимым и почти линейным образом.

    Для чего нужны датчики температуры?

    Датчик температуры - это устройство, предназначенное для измерения степени жары или прохлады объекта.Работа измерителя температуры зависит от напряжения на диоде. Изменение температуры прямо пропорционально сопротивлению диода. Чем ниже температура, тем меньше сопротивление, и наоборот.

    Сопротивление на диоде измеряется и преобразуется в считываемые единицы измерения температуры (Фаренгейт, Цельсий, Цельсия и т. Д.) И отображается в числовой форме над единицами считывания. В области геотехнического мониторинга эти датчики температуры используются для измерения внутренней температуры таких конструкций, как мосты, плотины, здания, электростанции и т. Д.

    Для чего используется датчик температуры? | Каковы функции датчика температуры?

    Есть много типов датчиков температуры, но наиболее распространенный способ их классификации основан на режиме подключения, который включает в себя контактные и бесконтактные датчики температуры.

    Контактные датчики включают термопары и термисторы, потому что они находятся в прямом контакте с объектом, который они должны измерять. А бесконтактные датчики температуры измеряют тепловое излучение, выделяемое источником тепла.Такие измерители температуры часто используются в опасных средах, таких как атомные электростанции или тепловые электростанции.

    В геотехническом мониторинге датчики температуры измеряют теплоту гидратации в массивных бетонных конструкциях. Их также можно использовать для мониторинга миграции грунтовых вод или просачивания. Одна из наиболее распространенных областей, где они используются, - это время отверждения бетона, потому что он должен быть относительно теплым, чтобы схватиться и затвердеть должным образом. Сезонные колебания вызывают расширение или сжатие конструкции, тем самым изменяя ее общий объем.

    Как работает датчик температуры?

    Основным принципом работы датчиков температуры является напряжение на выводах диода. Если напряжение увеличивается, температура также повышается, за чем следует падение напряжения между выводами транзистора базы и эмиттера в диоде.

    Помимо этого, Encardio-Rite имеет датчик температуры с вибрирующей проволокой, работающий по принципу изменения напряжения в результате изменения температуры.

    Измеритель температуры с вибрирующей проволокой разработан по принципу, согласно которому разнородные металлы имеют разный линейный коэффициент расширения при изменении температуры.

    Он в основном состоит из магнитной, растянутой проволоки с высокой прочностью на растяжение, два конца которой прикреплены к любому разнородному металлу таким образом, что любое изменение температуры напрямую влияет на натяжение проволоки и, следовательно, на ее собственную частоту колебаний.

    В случае измерителя температуры Encardio-Rite разнородным металлом является алюминий (алюминий имеет больший коэффициент теплового расширения, чем сталь). Поскольку сигнал температуры преобразуется в частоту, то же устройство считывания используется для другие датчики с вибрирующей проволокой также могут использоваться для контроля температуры.

    Изменение температуры регистрируется специально созданным датчиком с вибрирующей проволокой Encardio-rite и преобразуется в электрический сигнал, который передается в виде частоты на считывающее устройство.

    Частота, которая пропорциональна температуре и, в свою очередь, напряжению «σ» в проволоке, может быть определена следующим образом:

    f = 1/2 [σg / ρ] / 2l Гц

    Где:

    σ = натяжение проволоки

    g = ускорение свободного падения

    ρ = плотность проволоки

    l = длина провода

    Какие бывают типы датчиков температуры?

    Доступны датчики температуры различных типов, форм и размеров.Два основных типа датчиков температуры:

    Датчики температуры контактного типа : Есть несколько измерителей температуры, которые измеряют степень тепла или холода в объекте, находясь в непосредственном контакте с ним. Такие датчики температуры относятся к категории контактных. Их можно использовать для обнаружения твердых тел, жидкостей или газов в широком диапазоне температур.

    Бесконтактные датчики температуры : Эти типы измерителей температуры не находятся в прямом контакте с объектом, а измеряют степень тепла или холода посредством излучения, испускаемого источником тепла.

    Контактные и бесконтактные датчики температуры делятся на:

    Термостаты

    Термостат - это датчик температуры контактного типа, состоящий из биметаллической полосы, состоящей из двух разнородных металлов, таких как алюминий, медь, никель или вольфрам.

    Разница в коэффициентах линейного расширения обоих металлов заставляет их производить механическое изгибающее движение, когда они подвергаются нагреву.

    Термисторы

    Термисторы или термочувствительные резисторы - это те, которые меняют свой внешний вид при изменении температуры.Термисторы изготовлены из керамического материала, такого как оксиды никеля, марганца или кобальта, покрытого стеклом, что позволяет им легко деформироваться.

    Большинство термисторов имеют отрицательный температурный коэффициент (NTC), что означает, что их сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Но есть несколько термисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC), и их сопротивление увеличивается с повышением температуры.

    Резистивные датчики температуры (RTD)

    ТС

    - это точные датчики температуры, которые состоят из проводящих металлов высокой чистоты, таких как платина, медь или никель, намотанных в катушку.Электрическое сопротивление RTD изменяется аналогично термистору.

    Термопары

    Один из наиболее распространенных датчиков температуры включает термопары из-за их широкого рабочего диапазона температур, надежности, точности, простоты и чувствительности.

    Термопара обычно состоит из двух соединений разнородных металлов, таких как медь и константан, которые сварены или обжаты вместе. Один из этих спайов, известный как холодный спай, поддерживается при определенной температуре, а другой - измерительный спай, известный как горячий спай.

    Под воздействием температуры на переходе возникает падение напряжения.

    Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)

    Термистор - это в основном чувствительный датчик температуры, который точно реагирует даже на незначительные изменения температуры. Он обеспечивает огромную стойкость при очень низких температурах. Это означает, что как только температура начинает повышаться, сопротивление начинает быстро падать.

    Из-за большого изменения сопротивления на градус Цельсия даже небольшое изменение температуры точно отображается термистором с отрицательным температурным коэффициентом (NTC).Из-за этого экспоненциального принципа работы требуется линеаризация. Обычно они работают в диапазоне от -50 до 250 ° C.

    Датчики на основе полупроводников

    Датчик температуры на основе полупроводника работает с двойными интегральными схемами (ИС). Они содержат два одинаковых диода с температурно-чувствительными характеристиками напряжения и тока для эффективного измерения изменений температуры.

    Однако они дают линейный выходной сигнал, но менее точны при температуре от 1 ° C до 5 ° C. Они также демонстрируют самую медленную реакцию (от 5 до 60 с) в самом узком температурном диапазоне (от -70 ° C до 150 ° C).

    Датчик температуры вибрирующей проволоки модели ETT-10V

    Измеритель температуры с вибрирующей проволокой Encardio-rite Model ETT-10V используется для измерения внутренней температуры в бетонных конструкциях или воде. Он имеет разрешение лучше 0,1 ° C и работает аналогично термопарным датчикам температуры. Он также имеет диапазон высоких температур от -20 o до 80 o C.

    Технические характеристики измерителя температуры вибрирующей проволоки ЭТТ-10В
    Тип датчика Pt 100
    Диапазон -20 o до 80 o C
    Точность ± 0.Стандарт 5% полной шкалы; ± 0,1% полной шкалы опционально
    Размеры (Φ x L) 34 x 168 мм
    Зонд
    термистора сопротивления модели ЭТТ-10ТХ

    Температурный датчик сопротивления Encardio-rite модели ETT-10TH представляет собой водостойкий температурный датчик малой массы для измерения температуры от –20 до 80 ° C. Благодаря низкой тепловой массе он имеет быстрое время отклика.

    Датчик температуры сопротивления модели

    ETT-10TH специально разработан для измерения температуры поверхности стали и измерения температуры поверхности бетонных конструкций.ETT-10TH может быть встроен в бетон для измерения объемной температуры внутри бетона и даже может работать под водой.

    Термопреобразователи сопротивления ETT-10TH полностью взаимозаменяемы. Показания температуры не будут отличаться более чем на 1 ° C в указанном диапазоне рабочих температур. Это позволяет использовать один индикатор с любым датчиком ETT-10TH без повторной калибровки.

    Индикатор с вибрирующей проволокой EDI-51V модели

    Encardio-rite при использовании с ETT-10TH напрямую показывает температуру зонда в градусах Цельсия.

    Как работает зонд термистора сопротивления модели ETT-10TH?
    Датчик температуры

    ETT-10TH состоит из термисторной эпоксидной смолы с согласованной температурной кривой, заключенной в медную трубку для более быстрого теплового отклика и защиты окружающей среды. Трубка сплющена на конце, так что ее можно прикрепить к любой достаточно плоской металлической или бетонной поверхности для измерения температуры поверхности.

    Плоский наконечник зонда можно прикрепить к большинству поверхностей с помощью легко доступных двухкомпонентных эпоксидных клеев.При желании зонд также можно прикрепить болтами к поверхности конструкции.

    Датчик температуры снабжен четырехжильным кабелем, который используется в качестве стандарта во всех тензодатчиках Encardio-rite с вибрирующей проволокой. Провода белого и зеленого цвета используются для термистора, как и другие датчики с вибрирующим проводом Encardio-rite.

    Пара красных и черных проводов не используется. Единая цветовая схема для разных датчиков упрощает безошибочное соединение с терминалом регистратора данных.

    Технические характеристики модели ETT-10TH
    Тип датчика Кривая R-T согласована с термистором NTC, эквивалентным YSI 44005
    Диапазон -20 o до 80 o C
    Точность 1 o С
    Материал корпуса Луженая медь
    Кабель 4-х жильный в оболочке из ПВХ
    Датчик температуры RTD, модель ETT-10PT

    Датчик температуры RTD (резистивный датчик температуры) ETT-10PT состоит из керамического резистивного элемента (Pt.100) с европейским стандартом калибровки кривой DIN IEC 751 (бывший DIN 43760). Элемент сопротивления заключен в прочную трубку из нержавеющей стали с закрытым концом, которая защищает элемент от влаги.

    Как работает датчик температуры RTD модели ETT-10PT?

    Температурный датчик сопротивления работает по принципу, согласно которому сопротивление датчика является функцией измеренной температуры. Платиновый термометр сопротивления имеет очень хорошую точность, линейность, стабильность и воспроизводимость.

    Датчик температуры сопротивления модели ETT-10PT снабжен трехжильным экранированным кабелем.Красный провод обеспечивает одно соединение, а два черных провода вместе - другое. Таким образом достигается компенсация сопротивления проводов и температурных изменений сопротивления проводов. Показания резистивного датчика температуры легко считываются с помощью цифрового индикатора температуры RTD.

    Нажмите кнопку редактирования, чтобы изменить этот текст. Lorem ipsum dolor sit amet, conctetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

    Технические характеристики датчика RTD модели ETT-10PT
    Тип датчика Pt 100
    Диапазон -20 o до 80 o C
    Точность ± (0.3 + 0,005 * t) o C
    Калибровка DIN IEC 751
    Кривая (европейская) 0,00385 Ом / Ом / o C
    Размеры (Φ x L) 8 x 135 мм
    Кабель 3-жильный экранированный
    Термопара Encardio-Rite

    Encardio-rite предлагает термопару Т-типа (медь-константан) для измерения внутренней температуры в бетонных конструкциях.Он состоит из двух разнородных металлов, соединенных одним концом. Когда соединение двух металлов нагревается или охлаждается, создается напряжение, которое может быть обратно соотнесено с температурой.

    Измерение термопары состоит из провода термопары с двумя разнородными проводниками (медь-константан), соединенными на одном конце для образования горячего спая. Этот конец защищен от коррозии и помещен в требуемые места для измерения температуры.

    Другой конец провода термопары подсоединяется к подходящему разъему термопары для образования холодного спая.Показания термопары отображают прямое считывание температуры в месте установки и автоматически компенсируют температуру в холодном спайе.

    Технические характеристики термопары Encardio-Rite
    Тип провода Т-медь-константан
    Изоляция проводов PFA тефлон C
    Температура горячего спая До 260 o C (макс.)
    Тип разъема Миниатюрный Стеклонаполненный нейлон
    Рабочая температура -20 o до 100 o C
    Температура холодного спая Окружающий

    Где используется датчик температуры?

    Область применения датчика температуры:

    1. Датчики температуры используются для проверки проектных предположений, что способствует более безопасному и экономичному проектированию и строительству.
    2. Они используются для измерения повышения температуры в процессе твердения бетона.
    3. Они могут измерять температуру горных пород вблизи резервуаров для хранения сжиженного газа и при проведении операций по замораживанию грунта.
    4. Датчики температуры также могут измерять температуру воды в резервуарах и скважинах.
    5. Его можно использовать для интерпретации температурных напряжений и изменений объема в плотинах.
    6. Их также можно использовать для изучения влияния температуры на другие установленные приборы.

    Преимущества датчиков температуры Encardio-Rite

    1. Датчик температуры Encardio-Rite является точным, недорогим и чрезвычайно надежным.
    2. Они подходят как для поверхностного монтажа, так и для встраиваемых систем.
    3. Низкая тепловая масса сокращает время отклика.
    4. Датчик температуры вибрирующей проволоки полностью взаимозаменяемый; один индикатор может считывать данные со всех датчиков.
    5. Имеет водонепроницаемый корпус со степенью защиты IP-68.
    6. Они поставляются с индикаторами, которые легко доступны для прямого отображения температуры.
    7. Датчики температуры обладают отличной линейностью и гистерезисом.
    8. Технология вибрирующей проволоки обеспечивает долгосрочную стабильность, быстрое и легкое считывание.
    9. Датчики герметично закрыты электронно-лучевой сваркой с вакуумом около 1/1000 Торр.
    10. Они подходят для удаленного чтения, сканирования, а также регистрации данных.

    Часто задаваемые вопросы

    В чем разница между датчиком температуры и преобразователем температуры?

    Датчик температуры - это инструмент, используемый для измерения степени нагрева или охлаждения объекта, тогда как датчик температуры - это устройство, которое сопрягается с датчиком температуры для передачи сигналов в удаленное место для мониторинга и управления.

    Это означает, что термопара, RTD или термистор подключены к регистратору данных для получения данных в любом удаленном месте.

    Как измеряется температура в бетонной плотине?

    За исключением процедуры, принятой во время строительства, наибольший фактор, вызывающий напряжение в массивном бетоне, связан с изменением температуры. Следовательно, для анализа развития термического напряжения и контроля искусственного охлаждения необходимо отслеживать изменение температуры бетона во время строительства.

    Для этого необходимо точно измерить температуру во многих точках конструкции, в воде и в воздухе. Должно быть встроено достаточное количество датчиков, чтобы получить правильную картину распределения температуры в различных точках конструкции.

    В большой бетонной плотине типичная схема заключается в размещении датчика температуры через каждые 15-20 м по поперечному сечению и через каждые 10 м по высоте. Для небольших плотин интервал может быть уменьшен. Температурный зонд, установленный в верхней части плотины, оценивает температуру водохранилища, поскольку она меняется в течение года.

    Это намного проще, чем то и дело ронять термометр в резервуар, чтобы проводить наблюдения. Во время эксплуатации бетонной плотины суточные и сезонные изменения окружающей среды серьезно влияют на развитие термических напряжений в конструкции. Эффект более выражен на стороне нисходящего потока. Несколько датчиков температуры должны быть размещены рядом и в нижней части бетонной плотины для оценки быстрых суточных и еженедельных колебаний температуры.

    Какой датчик температуры самый точный?

    RTD - самый точный датчик температуры. Платиновый RTD имеет очень хорошую точность, линейность, стабильность и воспроизводимость по сравнению с термопарами или термисторами.

    Что такое термопара?

    Термопара - это тип датчика температуры, который используется для измерения внутренней температуры объекта.

    Существует три закона для термопар, как указано ниже:

    Закон однородного материала

    Если все провода и термопара сделаны из одного материала, изменения температуры в проводке не влияют на выходное напряжение.Следовательно, необходимы провода, изготовленные из разных материалов.

    Закон промежуточных материалов

    Сумма всех термоэлектрических сил в цепи с несколькими разнородными материалами при постоянной температуре равна нулю. Это означает, что если третий материал добавляется при той же температуре, новый материал не генерирует никакого сетевого напряжения.

    Закон последовательных или промежуточных температур

    Если два разных однородных материала производят термоэдс 1, когда переходы находятся в точках T1 и T2, и создают термоэдс 2, когда переходы находятся в точках T2 и T3, то ЭДС, генерируемая, когда переходы находятся в точках T1 и T3, будет равна ЭДС1 + ЭДС2

    Как проверить датчик температуры?

    В Encardio-Rite у нас есть специализированные камеры для испытания температуры (с уже известными системами контроля температуры и температуры) для проверки точности и качества наших датчиков температуры.

    Это все о датчиках температуры, их различных типах, областях применения, использовании, а также о принципе работы. Сообщите нам свои вопросы в разделе комментариев ниже.

    ГЛАВА 1: ВВЕДЕНИЕ В ДАТЧИКИ | Расширение видения сенсорных материалов

    , что чувствительные элементы должны быть линейными и бесшумными; однако при анализе конструкции сенсорной системы необходимо учитывать стоимость добавленной электроники.

    Возможные преимущества концепции интеллектуального датчика:

    • меньшее обслуживание;

    • сокращено время простоя;

    • более высокая надежность;

    • отказоустойчивых систем;

    • адаптируемость для самокалибровки и компенсации;

    • более низкая стоимость;

    • меньший вес;

    • На

      меньше соединений между несколькими датчиками и системами управления; и

    • менее сложная системная архитектура.

    Эти преимущества интеллектуальных датчиков зависят от области применения. Для многих приложений, безусловно, есть оправдание в распределении обработки сигналов по большой системе датчиков, так что каждый датчик имеет свою собственную калибровку, диагностику неисправностей, обработку сигналов и связь, тем самым создавая иерархическую систему. Инновации в сенсорной технологии, как правило, позволили объединить большее количество сенсоров в сеть или разработать более точные сенсоры или включить калибровку на кристалле.В целом новые технологии способствовали повышению производительности за счет повышения эффективности и точности распределения информации и снижения общих затрат. Однако эти улучшения производительности были достигнуты за счет увеличения сложности отдельных сенсорных систем. В настоящее время практическая полезность интеллектуальных датчиков, по-видимому, ограничивается приложениями, требующими очень большого количества датчиков.

    РЕЗЮМЕ

    Область сенсорной техники чрезвычайно широка, и ее дальнейшее развитие будет включать взаимодействие практически всех научных и технических дисциплин.Основные определения и терминология в этой главе были представлены для обеспечения некоторой последовательности в обсуждениях приложений и технологий датчиков, поскольку в определениях и классификациях датчиков существует значительная неоднозначность. В оставшейся части настоящего отчета используется система классификации датчиков, основанная на измеряемой величине или первичной входной переменной. Комитет признает, что альтернативные системы сенсорной таксономии могут быть полезны в определенных обстоятельствах, но для целей настоящего исследования вышеупомянутая схема была принята как наиболее практичный вариант.Чтобы ускорить внедрение появляющихся сенсорных материалов в новые приложения, критически важно, чтобы сообщество сенсорных материалов могло легко определять потребности в зондировании и нацеливаться на те физические явления, которые могут ощущаться материалами-кандидатами.

    Определения терминов «датчик», «сенсорный элемент» и «сенсорная система», приведенные выше, были приняты комитетом для облегчения последовательного и последовательного анализа сенсорных технологий. Многие современные «сенсоры» на самом деле являются сенсорными системами, в которых используется некоторая форма обработки сигналов.Интеграция функций датчиков в систему «черный ящик», техническая сложность которой эффективно скрыта от пользователя, является растущей тенденцией в разработке датчиков. Особый интерес представляет концепция интеллектуального измерения, которая создает новые возможности для использования новых материалов в датчиках. , например, сняв ограничение на то, что сенсорные элементы должны быть линейными и бесшумными (хотя рентабельность такого подхода будет зависеть от области применения). Поскольку современные сенсоры включают в себя гораздо больше, чем просто трансдукционный материал, существует множество возможностей для внедрения новые материалы в сенсорных системах, хотя в этом отчете основное внимание уделяется материалам преобразователей.

    ССЫЛКИ

    Gimzewski, J.K., C. Gerber, and E. Meyer. 1994. Наблюдения за химической реакцией с помощью микромеханического сенсора. Письма по химической физике 217 (5/6): 589.

    Göpel, W., J. Hesse, J.N. Земель, ред. 1989. Датчики: всесторонний обзор, Vol. 1. Нью-Йорк: ВЧ.


    Инструментальное общество Америки. 1975. Номенклатура и терминология электрических преобразователей. Стандарт ANSI MC6.1. Парк Исследований Треугольника, Северная Каролина: Инструментальное общество Америки.


    Лев, К.С. 1969. Преобразователи - проблемы и перспективы. IEEE Transactions по промышленной электронике 16 (1): 2–5.


    Миддлхук С., Д.Дж.У. Ноорлаг. 1982. Трехмерное изображение входных и выходных преобразователей. Датчики и исполнительные механизмы 2 (1): 29–41.


    Датчики. 1992. 1993 Руководство покупателя. Датчики: журнал машинного восприятия 9 (12).

    Принцип работы датчика давления

    Каков принцип работы датчика давления? Датчик давления работает путем преобразования давления в аналоговый электрический сигнал.

    Спрос на приборы для измерения давления увеличился в эпоху пара. Когда технологии измерения давления были впервые созданы, они были механическими и использовали манометры с трубкой Бурдона для перемещения иглы и визуальной индикации давления. В настоящее время мы измеряем давление электронным способом с помощью датчиков давления и реле давления.

    Статическое давление

    Давление можно определить как силу на единицу площади, которую жидкость оказывает на окружающую среду.Основная физика статического давления (P) рассчитывается как сила (F), деленная на площадь (A).

    P = F / A

    Сила может создаваться жидкостями, газами, парами или твердыми телами.

    Наиболее часто используемые единицы давления:

    1. Па - [Паскаль] в 1 Па = 1 (Н / м²)
    2. бар - [бар] в 1 баре = 105 ‘ƒð‘ Ž
    3. psi: (фунт (сила) на квадратный дюйм)

    Принцип работы датчика давления

    Преобразователи давления

    имеют чувствительный элемент постоянной площади и реагируют на силу, приложенную к этой области, давлением жидкости.Приложенная сила будет отклонять диафрагму внутри датчика давления. Прогиб внутренней диафрагмы измеряется и преобразуется в электрический выходной сигнал. Это позволяет контролировать давление с помощью микропроцессоров, программируемых контроллеров и компьютеров вместе с аналогичными электронными приборами.

    Большинство датчиков давления предназначены для получения линейного выходного сигнала с приложенным давлением.

    Для чего используются датчики давления?

    Датчики давления

    используются в различных отраслях промышленности, включая автомобильную промышленность, биомедицинское приборостроение, авиацию и морскую промышленность, и это лишь некоторые из них.

    Датчики давления от Variohm

    Мы можем предложить датчики давления в виде датчиков давления , реле давления, комбинированные датчики давления и температуры, датчики давления для монтажа на печатной плате и датчики давления для опасных зон . Наши комбинированные преобразователи давления и температуры особенно хорошо подходят для приложений, где пространство ограничено.

    Наши датчики давления имеют прочную модульную конструкцию, корпус из нержавеющей стали и приварной корпус к порту давления.Они доступны в миниатюрном формате, начиная с диаметра 12 мм.

    Для получения дополнительной информации о принципе работы датчиков давления или для получения дополнительной информации о любом из наших датчиков давления, пожалуйста, свяжитесь с нами 01327 351004 или [email protected]

    Принцип работы светового датчика

    Как мы все знаем, в настоящее время датчики широко используются в производстве и жизни человека. Специально для высокоточных продуктов используются различные датчики для мониторинга и контроля параметров в производственном процессе, чтобы оборудование могло работать в нормальном или оптимальном состоянии, а продукт мог достигать наилучшего качества.Поэтому можно сказать, что без множества отличных датчиков современное производство утратит свою основу. В медицине использование датчиков позволяет лучше проанализировать причину заболевания и составить хороший план лечения. В научных исследованиях сенсоры занимают более заметное место. Во многих областях органы чувств и простые датчики вообще не могут получить точные данные. Мы должны использовать высокоточные датчики для анализа и измерения. Датчики света - это датчики, в которых используются светочувствительные элементы для преобразования световых сигналов в электрические.Благодаря характеристикам отсутствия касания, быстрого отклика и надежной работы, он играет очень важную роль в автоматическом управлении и неэлектрических электронных технологиях.

    Датчик света

    Оптический датчик - это датчик, который преобразует световой сигнал в электрический с помощью светочувствительных элементов. Его чувствительная длина волны близка к длине волны видимого света, включая длину волны инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Линейный датчик света не только ограничивается обнаружением света, но также может использоваться в качестве элементов обнаружения для формирования других датчиков для обнаружения многих неэлектрических величин, если эти неэлектрические элементы преобразуются в изменения оптических сигналов.Оптический сенсор - один из самых производительных и широко используемых сенсоров. Он играет очень важную роль в технологиях автоматического управления и неэлектрических измерений. Существует много видов световых датчиков, таких как фотоэлемент, фотоумножитель, фоторезистор, светочувствительный триод, оптопара, солнечный элемент, инфракрасный датчик, ультрафиолетовый датчик, оптоволоконный фотоэлектрический датчик, датчик цвета, датчик изображения CCD и CMOS.

    Принцип работы светового сенсора

    Световой сенсор также называют фоторезистором.Принцип его работы основан на внутреннем фотоэлектрическом эффекте. Датчик освещенности оснащен высокоточной фотоэлектрической трубкой. В фотоэлектрической трубке есть небольшая плоская пластина, которая состоит из «двух трубок игольчатого типа». Когда к обоим концам фотоэлектрической трубки прикладывается обратное фиксированное давление, попадание на нее любого света приведет к высвобождению электронов. В результате ток фотоэлектрической трубки также будет высвобождаться, когда интенсивность света выше. Когда ток проходит через резистор, напряжение на обоих концах резистора преобразуется в напряжение 0-5 В, которое может приниматься аналогово-цифровым преобразователем коллектора, и результаты сохраняются в соответствующей форме.Проще говоря, датчик освещенности передает аналоговый сигнал интенсивности света на хост робота, основываясь на том принципе, что сопротивление светочувствительного резистора изменяется из-за влияния интенсивности света.

    Фоторезистор - это разновидность резистора, изготовленного из полупроводника с фотоэлектрическим эффектом, величина сопротивления которого зависит от интенсивности падающего света. Чем выше интенсивность падающего света, тем меньше электрическое сопротивление. А когда падающий свет слабый, электрическое сопротивление увеличивается.Фоторезисторный датчик обычно используется для измерения освещенности, управления освещением и фотоэлектрического преобразования (преобразования изменений света в электрические изменения).

    Фоточувствительный резистор

    Принцип: работает на основе фотоэлектрического эффекта полупроводника. Фоторезистор не имеет полярности и представляет собой чисто резисторный элемент. При использовании можно добавить постоянное или переменное напряжение. Принцип работы фоторезистора: при освещении электрическое сопротивление очень мало; когда он не горит, сопротивление очень велико.Чем сильнее освещение, тем меньше электрическое сопротивление; когда освещение прекращается, электрическое сопротивление возвращается к исходному значению.

    Спектральный диапазон: от ультрафиолетовой до инфракрасной области.

    Достоинства: высокая чувствительность, малые габариты, стабильная работа, невысокая цена.

    Рабочие параметры фоторезисторов:

    Сопротивление фоторезистора, который не освещается, называется темновым сопротивлением, а ток, протекающий через него, называется темновым током.Подсвечиваемое сопротивление называется ярким сопротивлением, а ток - ярким током. Чем больше сопротивление темноты, тем лучше; чем меньше яркое сопротивление, тем оно лучше. На практике сопротивление в темноте составляет около мегаом, а в ярком - около нескольких тысяч Ом.

    Датчики: разные типы датчиков

    Датчики - это сложные устройства, которые часто используются для обнаружения электрических или оптических сигналов и реагирования на них.Датчик Sensor преобразует физические параметры (например, температуру, артериальное давление, влажность, скорость и т. Д.) В сигнал, который можно измерить электрически. Поясним на примере температуры. Ртуть в стеклянном термометре расширяется и сжимает жидкость, чтобы преобразовать измеренную температуру, которая может быть прочитана наблюдателем на калиброванной стеклянной трубке.

    Рис.1: Изображение обычно используемых датчиков

    ]]>

    Критерии выбора датчика

    При выборе датчика необходимо учитывать определенные особенности.Они указаны ниже:

    1. Точность

    2. Условия окружающей среды - обычно есть ограничения по температуре / влажности

    3. Диапазон - Предел измерения датчика

    4. Калибровка - необходима для большинства измерительных устройств, поскольку показания меняются со временем.

    5. Разрешение - наименьшее приращение, обнаруженное датчиком

    6. Стоимость

    7. Повторяемость - показания, которые меняются, многократно измеряются в одних и тех же условиях.

    Классификация датчиков

    Датчики классифицируются по следующим критериям:

    1.Первичная входная величина (измеряемая величина)

    2. Принципы преобразования (использование физических и химических эффектов)

    3. Материалы и технологии

    4. Имущество

    5. Заявление

    Принцип трансдукции - это фундаментальный критерий, которому следуют для эффективного подхода. Обычно критерии материалов и технологий выбираются группой инженеров-разработчиков.

    Классификация по собственности приведена ниже:

    · Температура - Термисторы, термопары, RTD, IC и многое другое.

    · Давление - Волоконно-оптические, вакуумные, эластичные жидкостные манометры, LVDT, электронные.

    · Расход - электромагнитный, перепад давления, позиционное смещение, тепловая масса и т. Д.

    · Датчики уровня - перепад давления, ультразвуковая радиочастота, радар, тепловое смещение и т. Д.

    · Близость и смещение - LVDT, фотоэлектрические, емкостные, магнитные, ультразвуковые.

    · Биосенсоры - резонансные зеркальные, электрохимические, поверхностный плазмонный резонанс, светоадресные потенциометрические.

    · Изображение - Устройства с зарядовой связью, CMOS

    · Газ и химия - полупроводники, инфракрасное излучение, проводимость, электрохимия.

    Поверхностный плазмонный резонанс и световой адресный потенциометрический датчик от группы биодатчиков являются датчиками на основе новой оптической технологии. CMOS-датчики изображения имеют низкое разрешение по сравнению с устройствами с зарядовой связью. КМОП имеет преимущества небольшого размера, дешевизны, меньшего энергопотребления и, следовательно, лучше заменяет устройства с зарядовой связью.Акселерометры сгруппированы независимо из-за их жизненно важной роли в будущих приложениях, таких как самолеты, автомобили и т. Д., А также в области видеоигр, игрушек и т. Д. Магнитометры - это датчики, которые измеряют интенсивность магнитного потока B (в единицах Тесла или Ас / м2).

    Классификация на основе заявки приведена ниже:

    · Управление производственными процессами, измерения и автоматизация

    · Непромышленное использование - самолеты, медицинские изделия, автомобили, бытовая электроника, другие типы датчиков.

    Датчики можно классифицировать в зависимости от требований к питанию или энергоснабжению датчиков:

    · Активный датчик - Датчики, требующие питания, называются активными датчиками. Пример: LiDAR (обнаружение света и дальность), фотопроводящий элемент.

    · Пассивный датчик - Датчики, не требующие источника питания, называются пассивными датчиками. Пример: Радиометры, пленочная фотография.

    В текущих и будущих приложениях датчики можно разделить на следующие группы:

    · Акселерометры - основаны на технологии микроэлектромеханических датчиков.Они используются для наблюдения за пациентом, включая кардиостимуляторы и динамические системы транспортных средств.

    · Биосенсоры - основаны на электрохимической технологии. Они используются для тестирования пищевых продуктов, устройств медицинского обслуживания, тестирования воды и обнаружения боевых биологических агентов.

    · Датчики изображения - основаны на технологии CMOS. Они используются в бытовой электронике, биометрии, наблюдении за дорожным движением и безопасностью, а также в создании изображений для ПК. · Детекторы движения - основаны на инфракрасных, ультразвуковых и микроволновых / радиолокационных технологиях.Они используются в видеоиграх и симуляторах, световой активации и обнаружении безопасности.

    Тип 1: температура

    Типы датчиков

    Некоторые часто используемые датчики, а также их принцип и применение объясняются следующим образом:

    1. Датчики температуры

    Это устройство собирает информацию о температуре от источника и преобразует ее в форму, понятную для другого устройства или человека.Лучшая иллюстрация датчика температуры - это ртуть в стеклянном термометре. Ртуть в стекле расширяется и сжимается в зависимости от изменений температуры. Наружная температура является исходным элементом для измерения температуры. Зритель наблюдает за положением ртути для измерения температуры. Существует два основных типа датчиков температуры:

    · Контактные датчики. Датчик этого типа требует прямого физического контакта с объектом или средой, которые обнаруживаются.Они контролируют температуру твердых тел, жидкостей и газов в широком диапазоне температур.

    · Бесконтактные датчики - этот тип датчика не требует физического контакта с объектом или средой, которые обнаруживаются. Они контролируют неотражающие твердые тела и жидкости, но не подходят для газов из-за естественной прозрачности. Эти датчики используют закон Планка для измерения температуры. Этот закон касается тепла, излучаемого источником тепла, для измерения температуры.

    Работа различных типов датчиков температуры с примерами

    (i) Термопара - они состоят из двух проводов (каждая из разного однородного сплава или металла), которые образуют измерительный переход, соединяясь на одном конце.Этот измерительный переход открыт для измеряемых элементов. Другой конец провода подключается к измерительному устройству, где образуется опорный спай. Ток течет по цепи, поскольку температура двух переходов разная. Полученное милливольтное напряжение измеряется для определения температуры перехода. Схема термопары представлена ​​ниже.

    Рис. 2: Изображение, показывающее датчик температуры термопары

    ]]>

    (ii) Температурные датчики сопротивления (RTD) - это типы терморезисторов, которые изготавливаются для изменения электрического сопротивления при изменении температуры.Они очень дороги, чем любые другие устройства для определения температуры. Схема резистивных датчиков температуры показана ниже.

    (iii) Термисторы - это еще один вид теплового резистора, у которого большое изменение сопротивления пропорционально небольшому изменению температуры.

    Type2: ИК-датчики

    2. ИК-датчик

    Рис. 3: Изображение типичных ИК-датчиков

    ]]> Это устройство излучает и / или обнаруживает инфракрасное излучение, чтобы определить определенную фазу в окружающей среде.Как правило, тепловое излучение излучается всеми объектами инфракрасного спектра. Инфракрасный датчик обнаруживает этот тип излучения, невидимого человеческому глазу.

    Преимущества

    · Легко для сопряжения

    · Доступен на рынке

    Недостатки

    · Его не беспокоят окружающие шумы, такие как излучение, окружающий свет и т. Д.

    Рабочие

    Основная идея состоит в том, чтобы использовать ИК-светодиоды для передачи инфракрасных волн на объект.Другой ИК-диод того же типа должен использоваться для обнаружения отраженной волны от объекта. Схема представлена ​​ниже.

    Рис. 4: Простая схема, объясняющая работу ИК-датчика

    ]]>

    Когда ИК-приемник подвергается воздействию инфракрасного света, между выводами возникает разница напряжений. Вырабатываемое меньшее напряжение трудно обнаружить, поэтому для точного обнаружения низких напряжений используются операционные усилители (операционные усилители).

    Измерение расстояния от объекта до датчика приемника: электрические свойства компонентов ИК-датчика можно использовать для измерения расстояния до объекта. Когда ИК-приемник подвергается воздействию света, между выводами возникает разность потенциалов.

    Приложения

    · Термография - В соответствии с законом об излучении абсолютно черного тела, с помощью термографии можно наблюдать за окружающей средой с видимым освещением или без него.

    · Нагревание - инфракрасное излучение можно использовать для приготовления и разогрева продуктов.Они могут снимать лед с крыльев самолета. Они популярны в таких промышленных областях, как окраска для печати, формовка пластмасс и сварка пластмасс.

    · Спектроскопия - этот метод используется для идентификации молекул путем анализа составляющих связей. Этот метод использует световое излучение для изучения органических соединений.

    · Метеорология - Высота облаков, вычисление температуры земли и поверхности возможно, когда метеорологические спутники оснащены сканирующими радиометрами.

    · Фотобиомодуляция - используется для химиотерапии онкологических больных. Это используется для лечения вируса герпеса.

    · Климатология - Мониторинг энергообмена между атмосферой и землей.

    · Связь - Инфракрасный лазер обеспечивает свет для волоконно-оптической связи. Эти излучения также используются для связи на малых расстояниях между мобильными устройствами и компьютерной периферией.

    Type3: УФ-датчики

    3.УФ-датчик

    Эти датчики измеряют интенсивность или мощность падающего ультрафиолетового излучения. Эта форма электромагнитного излучения имеет длину волны больше, чем рентгеновские лучи, но все же короче, чем видимое излучение. Активный материал, известный как поликристаллический алмаз, используется для надежного измерения ультрафиолета. УФ-датчики могут обнаруживать воздействие ультрафиолетового излучения на окружающую среду.

    Критерии выбора УФ-датчика

    · Диапазоны длин волн в нанометрах (нм), которые могут быть обнаружены УФ-датчиками.

    · Рабочая температура

    · Точность

    · Вес

    · Диапазон мощностей

    Рабочие

    УФ-датчик принимает один тип энергетических сигналов и передает разные типы энергетических сигналов.

    Для наблюдения и записи этих выходных сигналов они направляются на электросчетчик. Для создания графиков и отчетов выходные сигналы передаются на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), а затем на компьютер с программным обеспечением.

    Примеры включают:

    · УФ-фототрубки - это чувствительные к излучению датчики, контролирующие УФ-обработку воздуха, УФ-обработку воды и солнечное излучение.

    · Световые датчики измеряют интенсивность падающего света.

    · Детекторы ультрафиолетового света.

    · Бактерицидные УФ-детекторы.

    · Фотодатчики стабильности.

    Приложения

    · Измеряет участок УФ-спектра, вызывающий солнечные ожоги кожи человека

    · Аптека

    · Автомобили

    · Робототехника

    · Полиграфическая промышленность для обработки растворителей и процессов окрашивания

    · Химическая промышленность по производству, хранению и транспортировке химикатов

    Type4: сенсорный датчик

    4.Датчик касания

    Датчик касания действует как переменный резистор в зависимости от места прикосновения. Цифра такая, как показано ниже.

    Рис. 5: Рисунок, показывающий сенсорный датчик, работающий как переменный резистор

    ]]>

    Датчик касания состоит из:

    · Полностью проводящее вещество, такое как медь

    · Изолированный промежуточный материал, такой как пенопласт или пластик

    · Частично проводящий материал

    Принцип работы и принцип работы

    Частично проводящий материал препятствует прохождению тока.Главный принцип датчика линейного положения состоит в том, что поток тока более противодействует, когда длина материала, который должен пройти ток, больше. В результате сопротивление материала изменяется за счет изменения положения, в котором он контактирует с полностью проводящим материалом.

    Обычно программное обеспечение связано с сенсорными датчиками. В таком случае программа предлагает память. Они могут запомнить «позицию последнего касания», когда датчик отключен.Они могут запомнить «позицию первого прикосновения» после активации датчика и понять все значения, связанные с ним. Это действие похоже на то, как перемещают мышь и размещают ее на другом конце коврика для мыши, чтобы переместить курсор в дальнюю сторону экрана.

    Приложения

    Сенсорные датчики, экономичные и долговечные, используются во многих приложениях, таких как

    · Коммерческая - Медицина, торговля, фитнес и игры

    · Бытовая техника - духовки, стиральные / сушильные машины, посудомоечные машины, холодильники

    · Транспортировка - Изготовление кабины экипажа и оптимизация контроля среди производителей транспортных средств

    · Датчики уровня жидкости

    · Промышленная автоматизация - определение положения и уровня жидкости, сенсорное управление в приложениях автоматизации

    · Бытовая электроника - Обеспечивает новый уровень контроля над различными потребительскими товарами

    Type5: Датчик приближения

    5.Датчик приближения

    Датчик приближения определяет присутствие предметов, которые почти не касаются друг друга. Поскольку отсутствует контакт между датчиками и обнаруживаемым объектом, а также отсутствуют механические детали, эти датчики имеют длительный срок службы и высокую надежность. К различным типам датчиков приближения относятся индуктивные датчики приближения, емкостные датчики приближения, ультразвуковые датчики приближения, фотоэлектрические датчики, датчики на эффекте Холла и т. Д.

    Рабочие

    Датчик приближения излучает электромагнитное или электростатическое поле или луч электромагнитного излучения (например, инфракрасного) и ожидает ответного сигнала или изменений поля.Обнаруживаемый объект известен как цель датчика приближения.

    Индуктивные датчики приближения - они имеют на входе осциллятор для изменения сопротивления потерь из-за близости электропроводящей среды. Эти датчики предпочтительнее для металлических целей.

    Емкостные датчики приближения - они преобразуют изменение электростатической емкости между электродом обнаружения и электродом заземления. Это происходит при приближении к ближайшему объекту с изменением частоты колебаний.Для обнаружения близлежащего объекта частота колебаний преобразуется в напряжение постоянного тока, которое сравнивается с заранее заданным пороговым значением. Эти датчики предпочтительнее для пластиковых целей.

    Приложения

    · Используется в автоматизации для определения рабочих состояний в технологических установках, производственных системах и автоматических установках

    · Используется в окнах, сигнализация срабатывает при открытии окна

    · Используется в мониторинге вибрации машин для расчета разницы в расстоянии между валом и его опорным подшипником.

    Принцип

    Для различения датчиков и преобразователей утверждены различные определения.Датчики можно определить как элемент, который воспринимает одну форму энергии, чтобы произвести вариант той же или другой формы энергии. Преобразователь преобразует измеряемую величину в желаемый выходной сигнал, используя принцип преобразования.

    Основываясь на полученных и созданных сигналах, принцип можно разделить на следующие группы, а именно: электрические, механические, тепловые, химические, радиантные и магнитные.

    Возьмем, к примеру, ультразвуковой датчик.

    Ультразвуковой датчик используется для обнаружения объекта.Это достигается за счет излучения ультразвуковых волн от головки устройства и последующего приема отраженного ультразвукового сигнала от рассматриваемого объекта. Это помогает определять положение, присутствие и движение объектов.

    Рис. 6: Рисунок, поясняющий принцип действия ультразвукового датчика

    Поскольку ультразвуковые датчики для обнаружения полагаются на звук, а не на свет, они широко используются для измерения уровня воды, медицинских процедур сканирования и в автомобильной промышленности.Ультразвуковые волны могут обнаруживать прозрачные объекты, такие как прозрачные пленки, стеклянные бутылки, пластиковые бутылки и листовое стекло, с помощью своих отражающих датчиков.

    Рабочие

    Движение ультразвуковых волн зависит от формы и типа среды. Например, ультразвуковые волны движутся прямо в однородной среде, отражаются и передаются обратно на границе между различными средами. Человеческое тело в воздухе вызывает значительное отражение и может быть легко обнаружено.

    Распространение ультразвуковых волн можно лучше всего объяснить, поняв следующее:

    1. Многократное отражение

    Многократное отражение имеет место, когда волны отражаются между датчиком и объектом обнаружения более одного раза.

    2. Предельная зона
    Минимальное расстояние срабатывания и максимальное расстояние срабатывания можно отрегулировать. Это называется предельной зоной.

    3. Зона необнаружения

    Зона необнаружения - это интервал между поверхностью сенсорной головки и минимальным расстоянием обнаружения в результате регулировки расстояния обнаружения.Рисунок показан ниже.

    Рис. 7: Диаграмма диапазона срабатывания ультразвукового датчика

    ]]>

    Зона необнаружения - это область рядом с датчиком, где обнаружение невозможно из-за конфигурации головки датчика и реверберации. Обнаружение может происходить в зоне неопределенности из-за многократных отражений между датчиком и объектом.

    Приложения

    Датчики

    используются во многих областях, таких как:

    · Обнаружение удара

    · Приложения для мониторинга машин

    · Динамика автомобиля

    · Приложения с низким энергопотреблением

    · Структурная динамика

    · Аэрокосмическая медицина

    · Ядерное приборостроение

    · Лампы, которые становятся ярче или тускнеют от прикосновения к основанию

    · Сенсорные кнопки в лифтах

    Усовершенствованная сенсорная технология

    Сенсорная технология широко используется в области производства.Передовые технологии:

    1. Идентификация штрих-кода - Продукты, продаваемые на рынках, имеют универсальный код продукта (UPC), который представляет собой 12-значный код. Пять цифр обозначают производителя, а другие пять - продукт. Первые шесть цифр представлены кодом в виде светлых и темных полос. Первая цифра означает тип системы счисления, а вторая цифра, которая является четностью, означает точность чтения. Остальные шесть цифр представлены кодом в виде темных и светлых полос, меняющих порядок первых шести цифр в обратном порядке.Штрих-код показан на рисунке ниже.

    Рис. 8: Типичное изображение штрих-кода, сканированное устройством для чтения штрих-кода

    ]]>

    Считыватель штрих-кода может работать с различными стандартами штрих-кода даже без знания стандартного кода. Недостатком штрих-кодирования является то, что сканер штрих-кода не может прочитать, если штрих-код скрыт жиром или грязью.

    2. Транспондеры - В автомобильной отрасли во многих случаях используются радиочастотные устройства.Транспондеры спрятаны внутри пластиковой головки ключа, которая никому не видна. Ключ вставлен в личинку замка зажигания. Когда вы поворачиваете ключ, компьютер передает радиосигнал на транспондер. Компьютер не даст двигателю загореться, пока транспондер не ответит на сигнал.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *